WO2002093199A2 - Structure optique integree a parties conductrices de l'electricite - Google Patents

Structure optique integree a parties conductrices de l'electricite Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the field of integrated optical structures.
  • an integrated optical structure comprises a multiplicity of parts made of dielectric materials, stacked according to integration levels and defining integrated optical micro-guides for the transmission, transformation or processing of light waves.
  • Certain integrated optical structures also have metallic surface areas which are connected by metallic wires constituting wire bridges to an electrical control or supply source. This is the case in particular of integrated optical structures which comprise actuators composed of combs extending in a cavity and having teeth extending along and at a distance from fixed surfaces, said metal zones extending on the lateral faces of the teeth and on fixed surfaces so as to form comb displacement electrodes.
  • the present invention aims to improve the integrated optical structures so as to facilitate and improve the electrical connections of functional parts of such structures requiring a supply of electrical energy.
  • the integrated optical structure according to the invention comprises a multiplicity of parts made of at least one dielectric material, stacked according to integration levels and defining at least one optical micro-guide.
  • this structure further comprises at least one integrated conductive part made of an electrically conductive material, interposed or inserted between at least two of said dielectric parts and at least one connecting part made of an electrically conductive material , accessible externally to said dielectric parts for at least one external electrical connection of this integrated conductive part.
  • the integrated structure according to the invention comprises at least two groups of electrically conductive zones (116; 117), produced according to a level of integration.
  • At least one integrated conductive part (121) comprises at least one main part (124) extending according to a level of integration different from that of said groups and crossing at least one conductive zone (116) of the one of said groups and secondary parts (125) extending perpendicular to the integration planes and connecting this main part (124) and the conductive zones (117) of the other group.
  • At least two conductive integrated parts (120; 121) can advantageously comprise respectively at least one main part (122; 124) extending according to at least one level of integration and secondary parts (123; 125). connecting respectively their main parts (122; 124) and the metallic zones (116; 117) of said groups.
  • At least one of said upper conductive zones (116; 117) preferably comprises at least one part (114; 115) constituting an electrode.
  • the integrated structure according to the invention may advantageously comprise a movable member (107) provided with at least one electrode located opposite and at a distance and electrically coupled from said part (114;
  • said movable member (107) can advantageously carry at least one optical micro-guide.
  • at least one conductive integrated part (15) preferably comprises at least one main part (5) extending according to a level of integration and, on at least one location in this main part, a secondary part ( l ia) extending perpendicular to the integration planes and passing through at least one dielectric part adjacent to this location.
  • At least one secondary part (l ia) preferably constitutes an electrical connection part. exterior.
  • At least two conductive integrated parts (15; 16) preferably comprise main parts (5; 8) extending according to different levels of integration.
  • said conductive integrated parts preferably comprise main parts which intersect in one place and at least one secondary part extending perpendicular to the integration planes and passing through the dielectric part or parts separating said main parts in this place. so as to connect these.
  • At least one integrated conductive part (206) preferably comprises at least one main integrated part (207) constituting an electrical resistance extending along and near a part of an integrated micro-guide ( 205) and secondary parts (208, 209) accessible externally for an external electrical connection of this main part.
  • said electrical resistance is preferably an electrical heating resistance.
  • said electrical resistance can advantageously be an electrical resistance for temperature measurement.
  • At least one integrated conductive part (206) may advantageously comprise at least one main integrated part (207) constituting an electrical resistance extending along and near a part of a microphone integrated guide (205) and secondary parts (208, 209) accessible externally for an external electrical connection of this main part.
  • said electrical resistance can be an electrical heating resistance.
  • said electrical resistance can be an electrical resistance for temperature measurement.
  • FIG. 7 shows a top view of another integrated optical structure according to the present invention.
  • FIG. 10 shows a cross section along X-X of the integrated optical structure of Figure 7;
  • FIG. 11 shows a cross section of another integrated optical structure according to the present invention.
  • Figure 12 shows a horizontal section along XII-XII of the integrated optical structure of Figure 11;
  • FIG. 13 represents, in section, an alternative embodiment of the integrated optical structure of FIGS. 1 to 6.
  • an integrated optical structure 1 has been shown during manufacture, which comprises a support plate 2, for example of silicon, on one face of which is deposited a layer 3 of a dielectric or non-electrically conductive material, for example of undoped silica.
  • a layer 4 is then deposited in an electrically conductive material, for example polycrystalline silicon, titanium, titanium nitride or tungsten. Then, by a photo-lithography and etching process, one or more, according to predetermined needs, are produced.
  • conductive tracks or zones 5 by removing the material from the layer outside of these zones 5.
  • a layer 6 is then deposited in a dielectric or non-electrically conductive material, for example doped silica, silicon nitride or silicon oxynitride .
  • the layer 6 is such that the conductive tracks or zones 5 produced previously are covered.
  • a layer 7 of an electrically conductive material for example polycrystalline silicon, titanium, titanium nitride or tungsten.
  • one or more conductive tracks or zones 8 are produced by removing the material from layer 7 outside these zones 8.
  • an optical wave transmission core 9a of square or rectangular section is produced in the dielectric layer 6, by removing the material from this layer 6 on either side other of this core, this operation being carried out so that the transmission core 9a has a predetermined pattern or path
  • the conductive tracks or zones 5 and 8 are located laterally and at a distance from the transmission core 9a to be obtained.
  • a layer 10 is then deposited in a dielectric or non-electrically conductive material, for example in undoped silica. This layer 10 fills the open spaces on either side of the transmission core 9a produced in layer 6 and covers the conductive zones or tracks 8. As a result, the transmission core 9a and the layers 3 and 10 surrounding it determine an integrated optical microguide 9.
  • a layer 13 is deposited in an electrically conductive material, for example polycrystalline silicon, titanium, titanium nitride, tungsten or made of aluminum, this material filling the holes or wells 11 and 12 so as to constitute interconnection vias 11a and 12a.
  • connection vias 11a and 12a are accessible externally to the structure 1, the upper conductive zones being made to facilitate external electrical connections of the integrated conductive parts 15 and 16 and / or to make, according to predetermined needs, interconnections selective electrics between these integrated conductive parts.
  • the integrated optical structure 1 is such that the integrated conductive parts 15 and 16 are placed at a sufficient distance from the transmission core 9a of the optical microguide 9 so as not to disturb the propagation of the optical wave in this transmission core 9a.
  • the conductive zones or tracks 5 and 7 could be formed in trenches formed in the dielectric layers 3 and 6, after mechanical-chemical polishing of the conductive layers 4 and 7 filling these trenches.
  • FIGS. 7 to 10 we will now describe an integrated optical structure 100 implementing in particular the arrangements described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • the optical structure 100 comprises, as in the previous example, a support plate 101 corresponding to the support plate 2 and successively three layers 102, 103 and 104 corresponding to layers 3, 6 and 10.
  • the structure 100 has a cavity 105 hollowed out through the layers 102, 103 and 104 and in the support plate 101 and having two parallel walls 105a and 105b, an end wall 105c and a bottom 105d.
  • the cavity 105 is produced so as to constitute an actuator 106 which comprises a movable member 107 released below and having a main branch 108 which extends parallel to the walls 105a and 105b and, on either side of this main branch 108 , spaced transverse secondary branches 109 and 110, as well as fixed parts 111 and 112 which project from the walls 105a and 105b and whose sides or lateral faces extend parallel and at a distance from the sides or lateral faces of the branches 109 of the movable member 107.
  • the upper face of the movable member 107 and the sides or side faces of its secondary branches 109 and 110 are covered with a deposit of an electrically conductive material 113 so as to constitute electrodes.
  • the opposite flanks or side faces of the fixed parts 111 and 112 and the upper face of these projecting parts 111 and 112 are respectively provided with deposits of an electrically conductive material 114 and 115, electrically insulated from one another. so as to form independent electrodes. These deposits 114 and 115 extend beyond the projecting parts 111 and 112 on the upper face of the layer 104 so as to constitute independent upper zones 116 and 117 conductive of electricity.
  • the upper face of the layer 104 also carries deposits of a conductive material 118 and 119 which pass away from the end wall 105c of the cavity 105.
  • the optical structure 10 comprises the integrated conducting parts 120 and 121 which correspond to the integrated conducting parts 15 and 16 of the example described with reference to FIG. 6.
  • the integrated conductive parts 120 comprise main parts or integrated tracks 122 and connection vias 123 which are respectively formed below the upper conductive zones 116 and the upper conductive zone 118. Thus, all of the corresponding electrodes 114 are electrically connected to each other.
  • the integrated conductive parts 121 include main parts or integrated tracks 124 and connection vias 125 which are respectively formed below the upper conductive zones 116 and the upper conductive zone 118. Thus , all the corresponding electrodes 115 are electrically connected to each other.
  • the movable member 107 of the actuator 106 can be connected to a beam or to an optical switching platform carrying one or more optical micro-guides as described in the patents FR-A-90 03 902 and FR-A-95 00 201.
  • an integrated optical structure 200 which comprises a Machzehnder interferometer 201 constituted by an input micro-guide 202, an output micro-guide 203 and two micro-guides 204 and 205 connecting in parallel the micro-guides 202 and 203.
  • the optical structure 200 further comprises an integrated electrically conductive part 206, produced as the integrated conductive part 15 described with reference to FIG. 6.
  • This integrated conductive part 206 comprises a main part 207 which is produced on the plane of integration of the above-mentioned optical microguides and which extends along and at a short distance from the optical microguide 205, as well as two connection vias 208 and 209 making it possible to electrically connect the ends of the main conductive part 207 to an external source of electrical energy.
  • the main part 207 of the integrated conductive part 206 can then constitute an electric heating resistor capable of varying, by thermal conduction, the temperature of the optical micro-guide 205, so that the Mach-zehnder interferometer 201 can constitute a optical switch, attenuator, or switch.
  • the main part 207 of the integrated conductive part 206 could be used for the purpose of measuring the temperature of the structure in its environment.
  • an integrated optical structure 300 which differs from the integrated optical structure 1 described with reference to Figures 1 to 6 by the fact that before depositing the conductive layer 7 on the dielectric layer 6, at least one hole 301 is made in this dielectric layer 6 above at least one conductive track or zone 5.
  • the material constituting it fills the hole 301 and constitutes an interconnection via 301a.
  • a track or zone 8 is produced above the hole 301 and is electrically connected to the track or zone 5 situated below the interconnection via 301a.

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Abstract

Structure optique intégrée comprenant une multiplicité de parties en au moins un matériau diélectrique, empilées selon des niveaux d'intégration et définissant au moins un micro-guide optique, et comprenant en outre au moins une partie intégrée (15) en un matériau conducteur de l'électricité, interposée ou insérée entre au moins deux desdites parties diélectriques et présentant au moins une partie (11a) accessible extérieurement auxdites parties diélectriques en vue d'au moins une connexion électrique extérieure.

Description

S TRUCTURE O P TI QUE INTÉG RÉE À P ARTIES C O ND U C TRI C E S D E L' É LE CTRI CITÉ
La présente invention concerne le domaine des structures optiques intégrées.
D'une manière générale, une structure optique intégrée comprend une multiplicité de parties en matériaux diélectriques, empilées selon des niveaux d'intégration et définissant des micro-guides optiques intégrés pour la transmission, la transformation ou le traitement d'ondes lumineuses .
Certaines structures optiques intégrées présentent en outre des zones superficielles métalliques qui sont reliées par des fils métalliques constituant des ponts filaires à une source électrique de commande ou d'alimentation. C'est le cas en particulier des structures optiques intégrées qui comprennent des actionneurs composés de peignes s'étendant dans une cavité et présentant des dents s'étendant le long et à distance de surfaces fixes, lesdites zones métalliques se prolongeant sur les faces latérales des dents et sur les surfaces fixes de façon à constituer des électrodes de déplacement des peignes .
De telles dispositions présentent principalement les inconvénients suivants : Les opérations de montage des fils de connexion électrique sont longues, fastidieuses et doivent être réalisées avec précision. Ces fils de connexion électrique sont en saillie par rapport à la surface des structures optiques et risquent de se toucher.
La présente invention a pour but de perfectionner les structures optiques intégrées de façon à faciliter et améliorer les connexions électriques de parties fonctionnelles de telles structures nécessitant une alimentation en énergie électrique. La structure optique intégrée selon l'invention comprend une multiplicité de parties en au moins un matériau diélectrique, empilées selon des niveaux d'intégration et définissant au moins un micro-guide optique. Selon l'invention, cette structure comprend en outre au moins une partie intégrée conductrice en un matériau conducteur de l'électricité, interposée ou insérée entre au moins deux desdites parties diélectriques et au moins une partie de connnexion en un matériau conducteur de l'électricité, accessible extérieurement auxdites parties diélectriques en vue d'au moins une connexion électrique extérieure de cette partie intégrée conductrice.
La structure intégrée selon l' invention comprend au moins deux groupes de zones conductrices de l'électricité (116 ; 117), réalisées selon un niveau d'intégration.
Selon l' invention, au moins une partie intégrée conductrice (121) comprend au moins une partie principale (124) s'étendant selon un niveau d'intégration différent de celui desdits groupes et croisant au moins une zone conductrice (116) de l'un desdits groupes et des parties secondaires (125) s'étendant perpendiculairement aux plans d'intégration et reliant cette partie principale (124) et les zones conductrices (117) de l'autre groupe.
Selon l' invention, au moins deux parties intégrées conductrices (120 ; 121) peuvent avantageusement comprendre respectivement au moins une partie principale (122 ; 124) s'étendant selon au moins un niveau d'intégration et des parties secondaires (123 ; 125) reliant respectivement leurs parties principales (122 ; 124) et les zones métalliques (116 ; 117) desdits groupes .
Selon l' invention, au moins l'une desdites zones conductrices supérieures (116 ; 117) comprend de préférence au moins une partie (114 ; 115) constituant une électrode.
La structure intégrée selon l' invention peut avantageusement comprendre un organe mobile (107) muni d'au moins une électrode située en vis-à-vis et à distance et couplée électriquement de ladite partie (114 ;
115) constituant une électrode de faç on à constituer un actionneur optique (106).
Selon l' invention, ledit organe mobile (107) peut avantageusement porter au moins un micro-guide optique. Selon l' invention, au moins une partie intégrée conductrice (15) comprend de préférence au moins une partie principale (5) s'étendant selon un niveau d'intégration et, sur au moins un endroit de cette partie principale, une partie secondaire (l ia) s'étendant perpendiculairement aux plans d'intégration et traversant au moins une partie diélectrique adjacente à cet endroit.
Selon l' invention, au moins une partie secondaire (l ia) constitue de préférence une partie de connexion électrique. extérieure.
Selon l' invention, au moins deux parties intégrées conductrices (15 ; 16) comprennent de préférence des parties principales (5 ; 8) s'étendant selon des niveaux d'intégration différents .
Selon l' invention, lesdites parties intégrées conductrices comprennent de préférence des parties principales qui se croisent en un endroit et au moins une partie secondaire s'étendant perpendiculairement aux plans d'intégration et traversant la ou les parties diélectriques séparant lesdites parties principales à cet endroit de faç on à relier ces dernières.
Selon l' invention, au moins une partie intégrée conductrice (206) comprend de préférence au moins une partie principale intégrée (207) constituant une résistance électrique s'étendant le long et à proximité d'une partie d'un micro-guide intégré (205) et des parties secondaires (208, 209) accessibles extérieurement en vue d'une connexion électrique extérieure de cette partie principale.
Selon l' invention, ladite résistance électrique est de préférence une résistance électrique de chauffage. Selon l' invention, ladite résistance électrique peut avantageusement êtreune résistance électrique de mesure de température.
Selon une autre exécution de l' invention, au moins une partie intégrée conductrice (206) peut avantageusement comprendre au moins une partie principale intégrée (207) constituant une résistance électrique s'étendant le long et à proximité d'une partie d'un micro-guide intégré (205) et des parties secondaires (208, 209) accessibles extérieurement en vue d'une connexion électrique extérieure de cette partie principale. Selon l' invention, ladite résistance électrique peut être une résistance électrique de chauffage.
Selon l' invention, ladite résistance électrique peut être une résistance électrique de mesure de température. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de structures optiques intégrées décrites à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel :
- les figures 1 à 6 représentent, en coupe, une structure optique intégrée selon la présente invention, dans ses étapes successives de fabrication ;
- la figure 7 représente une vue de dessus d'une autre structure optique intégrée selon la présente invention ;
- la figure 8 représente une coupe transversale selon VIII- VIII de la structure optique intégrée de la figure 7 ; - la figure 9 représente une coupe transversale selon IX-IX de la structure optique intégrée de la figure 7 ;
- la figure 10 représente une coupe transversale selon X-X de la structure optique intégrée de la figure 7 ;
- la figure 11 représente une coupe transversale d'une autre structure optique intégrée selon la présente invention ;
- la figure 12 représente une coupe horizontale selon XII-XII de la structure optique intégrée de la figure 11 ;
- et la figure 13 représente, en coupe, une variante de réalisation de la structure optique intégrée des figures 1 à 6. En se reportant à la figure 1 , on voit qu'on a représenté une structure optique intégrée 1 en cours de fabrication, qui comprend une plaquette support 2, par exemple en silicium, sur une face de laquelle est déposée une couche 3 en un matériau diélectrique ou non conducteur de l'électricité, par exemple en silice non dopée. On procède alors au dépôt d'une couche 4 en un matériau conducteur de l'électricité, par exemple en silicium polycristallin, en titane, en nitrure de titane ou en tungstène. Puis, par un procédé de photo-lithographie et de gravure, on réalise, en fonction de besoins prédéterminés , une ou plusieurs pistes ou zones conductrices 5 en enlevant le matériau de la couche extérieurement à ces zones 5.
En se reportant à la figure 2, on voit qu'on procède ensuite au dépôt d'une couche 6 en un matériau diélectrique ou non-conducteur de l'électricité, par exemple en silice dopée, en nitrure de silicium ou en oxynitrure de silicium. La couche 6 est telle que les pistes ou zones conductrices 5 réalisées précédemment sont recouvertes.
Après une éventuelle planarisation de la surface de la couche 6, on procède au dépôt d'une couche 7 en un matériau conducteur de l'électricité, par exemple en silicium polycristallin, en titane, en nitrure de titane ou en tungstène.
Par un procédé de photo-lithographie et gravure, on procède à la réalisation d'une ou plusieurs pistes ou zones conductrices 8 par enlèvement du matériau de la couche 7 extérieurement à ces zones 8. En se reportant à la figure 3 , on peut voir qu'ensuite, par un procédé de photo-lithographie et gravure, on réalise dans la couche diélectrique 6 un coeur de transmission d'onde optique 9a de section carrée ou rectangulaire, par enlèvement de la matière de cette couche 6 de part et d'autre de ce coeur, cette opération étant réalisée de telle sorte que le coeur de transmission 9a présente un dessin ou un parcours prédéterminé
Bien entendu, lors de la conception de la structure optique 1 , on s'arrange de préférence pour que les pistes ou zones conductrices 5 et 8 soient situées latéralement et à distance du coeur de transmission 9a à obtenir. En se reportant à la figure 4, on voit qu'ensuite on procède au dépôt d'une couche 10 en un matériau diélectrique ou non conducteur de l'électricité, par exemple en silice non dopée. Cette couche 10 remplit les espaces dégagés de part et d'autre du coeur de transmission 9a réalisé dans la couche 6 et recouvre les zones ou pistes conductrices 8. II en résulte que le coeur de transmission 9a et les couches 3 et 10 l'environnant déterminent un microguide optique intégré 9.
En se reportant à la figure 5, on voit qu'on procède ensuite, par exemple par un procédé de photo-lithographie et gravure, à la réalisation de trous ou puits 11 traversant les couches diélectriques 6 et 10 et débouchant en des endroits situés au-dessus des pistes ou zones conductrices 5 et des trous ou puits 12 traversant la couche 10 et débouchant en des endroits situés au-dessus des zones ou pistes conductrices 8. En se reportant à la figure 6, on voit qu'enfin on procède au dépôt d'une couche 13 en un matériau conducteur de l'électricité, par exemple en silicium polycristallin, en titane, en nitrure de titane, en tungstène ou en aluminium, ce matériau remplissant les trous ou puits 11 et 12 de façon à constituer des vias d'interconnexion l i a et 12a. Puis, par un procédé de photo-lithographie et gravure, on réalise des zones supérieures conductrices 14 par enlèvement du matériau de la couche 13 extérieurement de ces zones, ces zones conductrices 14 s'étendant respectivement au-dessus d'au moins un des trous ou puits 11 et 12 réalisés précédemment et remplis par les vias de connexion l ia et 12a. II résulte de ce qui précède que la structure optique intégrée 1 , telle que représentée de faç on définitive sur la figure 6, comprend des parties intégrées 15 conductrices de l'électricité qui comprennent respectivement des parties principales constituées par les pistes ou zones conductrices 5 réalisées sur le plan d'intégration sous-jacent au coeur de transmission 9a et des parties secondaires constituées par les vias de connexion l i a formés perpendiculairement à ce plan d'intégration, ainsi que des parties intégrées 16 conductrices de l'électricité qui comprennent respectivement des parties principales constituées par les pistes ou zones conductrices 8 réalisées sur le plan d'intégration sous-jacent à la couche supérieure 10 et des parties secondaires constituées par les vias de connexion 12a formés perpendiculairement à ce plan d'intégration.
Les vias de connexion l i a et 12a sont accessibles extérieurement à la structure 1 , les zones conductrices supérieures étant réalisées pour faciliter des connexions électriques extérieures des parties conductrices intégrées 15 et 16 et/ou pour réaliser, en fonction de besoins prédéterminés, des inter-connexions électriques sélectives entre ces parties conductrices intégrées . Dans l'exemple représentée sur la figure 6, la structure optique intégrée 1 est telle que les parties intégrées conductrices 15 et 16 sont placées à distance suffisante du coeur de transmission 9a du microguide optique 9 de faç on à ne pas perturber la propagation de l'onde optique dans ce coeur de transmission 9a.
Dans une variante de réalisation, les zones ou pistes conductrices 5 et 7 pourraient être formées dans des tranchées ménagées dans les couches diélectriques 3 et 6, après polissage mécano-chimique des couches conductrices 4 et 7 remplissant ces tranchées. En se reportant aux figures 7 à 10, on va maintenant décrire une structure optique intégrée 100 mettant en oeuvre de façon particulière les dispositions décrites en référence aux figures 1 à 6.
La structure optique 100 comprend, comme dans l'exemple précédent, une plaquette support 101 correspondant à la plaquette support 2 et successivement trois couches 102, 103 et 104 correspondant aux couches 3, 6 et 10.
La structure 100 présente une cavité 105 creusée au travers des couches 102, 103 et 104 et dans la plaquette support 101 et présentant deux parois parallèles 105a et 105b, une paroi terminale 105c et un fond 105d.
La cavité 105 est réalisée de façon à constituer un actionneur 106 qui comprend un organe mobile 107 dégagé en dessous et présentant une branche principale 108 qui s'étend parallèlement aux parois 105a et 105b et, de part et d'autre de cette branche principale 108, des branches secondaires transversales 109 et 110 espacées, ainsi que des parties fixes 111 et 112 qui sont en saillie par rapport aux parois 105a et 105b et dont les flancs ou faces latérales s'étendent parallèlement et à distance des flancs ou faces latérales des branches secondaires 109 de l'organe mobile 107. La face supérieure de l'organe mobile 107 et les flancs ou faces latérales de ses branches secondaires 109 et 110 sont recouvertes d'un dépôt en un matériau conducteur de l'électricité 113 de façon à constituer des électrodes . Les flancs ou faces latérales opposées des parties fixes 111 et 112 et la face supérieure de ces parties en saillie 111 et 112 sont munis respectivement de dépôts en un matériau conducteur de l'électricité 114 et 115, isolés électriquement les uns par rapport aux autres de faç on à constituer des électrodes indépendantes . Ces dépôts 114 et 115 se prolongent au-delà des parties en saillie 111 et 112 sur la face supérieure de la couche 104 de façon à constituer des zones supérieures indépendantes 116 et 117 conductrices de l'électricité.
La face supérieure de la couche 104 porte en outre des dépôts en un matériau conducteur 118 et 119 qui passent à distance de la paroi terminale 105c de la cavité 105.
De part et d'autre et à distance de la cavité 105 , la structure optique 10 comprend les parties conductrices intégrées 120 et 121 qui correspondent aux parties conductrices intégrées 15 et 16 de l'exemple décrit en référence à la figure 6.
Comme le montre la figure 9, les parties conductrices intégrées 120 comprennent des parties principales ou pistes intégrées 122 et des vias de connexion 123 qui sont respectivement formées en-dessous des zones conductrices supérieures 116 et de la zone conductrice supérieure 118. Ainsi, toutes les électrodes correspondantes 114 sont électriquement reliées entre elles .
De même, comme le montre la figure 10, les parties conductrices intégrées 121 comprennent des parties principales ou pistes intégrées 124 et des vias de connexion 125 qui sont respectivement formées en-dessous des zones conductrices supérieures 116 et de la zone conductrice supérieure 118. Ainsi, toutes les électrodes correspondantes 115 sont électriquement reliées entre elles .
Il est alors possible de relier l'ensemble des électrodes 114 et l'ensemble des électrodes 115 à une source d'énergie électrique uniquement par deux fils conducteurs de l'électricité 126 et 127, soudés respectivement à l'une des zones conductrices supérieures 116 et 117 ou aux zones conductrices supérieures 118 et 119. En alimentant en énergie électrique les électrodes 113 de l'organe mobile 107 par des moyens de connexion électrique non représentés tels qu'un fil électrique et en alimentant en énergie électrique sélectivement les électrodes 113 grâce aux fils électriques 127 et 128, on peut déplacer dans un sens ou dans l'autre l'organe mobile 107 de l'actionneur 106 parallèlement à sa branche principale 108.
Dans un exemple, l'organe mobile 107 de l'actionneur 106 peut être relié à une poutre ou à une plate-forme de commutation optique portant un ou plusieurs micro-guides optiques telles que décrites dans les brevets FR- A-90 03 902 et FR-A-95 00 201.
En se reportant aux figures 11 et 12, on voit qu'on a représenté une structure optique intégrée 200 qui comprend un interféromètre de Mach- zehnder 201 constitué par un micro-guide d'entrée 202, un micro-guide de sortie 203 et deux micro-guides 204 et 205 reliant en parallèle les micro- guides 202 et 203.
La structure optique 200 comprend en outre une partie intégrée 206 conductrice de l'électricité, réalisée comme la partie conductrice intégrée 15 décrite en référence à la figure 6.
Cette partie conductrice intégrée 206 comprend une partie principale 207 qui est réalisée sur le plan d'intégration des micro-guides optiques précités et qui s'étend le long et à faible distance du micro-guide optique 205, ainsi que deux vias de connexion 208 et 209 permettant de relier électriquement les extrémités de la partie principale conductrice 207 à une source d'énergie électrique extérieure. La partie principale 207 de la partie conductrice intégrée 206 peut alors constituer une résistance électrique chauffante susceptible de faire varier, par conduction thermique, la température du micro-guide optique 205, de telle sorte que l'interféromètre de Mach-zehnder 201 peut constituer un commutateur, un atténuateur, ou un interrupteur optiques. Selon une autre exécution, la partie principale 207 de la partie conductrice intégrée 206 pourrait être utilisée dans le but de mesurer la température de la structure dans son environnement. En se repportant à la figure 13 , on peut voir qu'on a représenté une structure optique intégrée 300 qui se différencie de la structure optique intégrée 1 décrite en référence aux figures 1 à 6 par le fait qu'avant de déposer la couche conductrice 7 sur la couche diélectrique 6, on réalise au moins un trou 301 dans cette couche diélectrique 6 au-dessus d'au moins une piste ou zone conductrice 5.
Lors du dépôt de la couche conductrice 7, le matériau la constituant remplit le trou 301 et constitue un via d'interconnexion 301a.
Dans l'étape de gravure de la couche conductrice 7, une piste ou zone 8 est réalisée au-dessus du trou 301 et est reliée électriquement à la piste ou zone 5 située au-dessous du via d'interconnexion 301a.
On peut ainsi réaliser des liaisons électriques inter-niveaux.
La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées .

Claims

REVENDICATIONS
1. Structure optique intégrée comprenant une multiplicité de parties en au moins un matériau diélectrique, empilées selon des niveaux d'intégration et définissant au moins un micro-guide optique et au moins une partie intégrée onductrice en un matériau conducteur de l'électricité, interposée ou insérée entre au moins deux desdites parties diélectriques et au moins une partie de connexion en un matériau conducteur de l'électricité, reliée à ladite partie intégrée conductrice et accessible extérieurement auxdites parties diélectriques en vue d'au moins une connexion électrique extérieure de cette partie intégrée conductrice, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins deux groupes de zones conductrices de l'électricité (116 ; 117), réalisées selon un niveau d'intégration et qu'au moins une partie intégrée conductrice (121) comprend au moins une partie principale (124) s'étendant selon un niveau d'intégration différent de celui des dits groupes et croisant au moins une zone conductrice (116) de l'un desdits groupes et des parties secondaires (125) s'étendant perpendiculairement aux plans d'intégration et reliant cette partie principale (124) et les zones conductrices (117) de l'autre groupe.
2. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'au moins deux parties intégrées conductrices (120 ; 121) comprennent respectivement au moins une partie principale (122 ; 124) s'étendant selon au moins un niveau d'intégration et des parties secondaires (123 ; 125) reliant respectivement leurs parties principales (122 ; 124) et les zones métalliques (116 ; 117) desdits groupes.
3. Structure selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'au moins l'une desdites zones conductrices supérieures (116 ; 117) comprend au moins une partie (114 ; 115) constituant une électrode.
4. Structure selon la revendication 3 , caractérisée par le fait qu'elle comprend un organe mobile (107) muni d'au moins une électrode située en vis-à-vis et à distance et couplée électriquement de ladite partie (114 ; 115) constituant une électrode de façon à constituer un actionneur optique (106).
5. Structure selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ledit organe mobile (107) porte au moins un micro-guide optique.
6. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'au moins une partie intégrée conductrice (15) comprend au moins une partie principale (5) s'étendant selon un niveau d'intégration et, sur au moins un endroit de cette partie principale, une partie secondaire (l ia) s'étendant perpendiculairement aux plans d'intégration et traversant au moins une partie diélectrique adjacente à cet endroit.
7. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins une partie secondaire (l ia) constitue une partie de connexion électrique, extérieure.
8. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins deux parties intégrées conductrices (15 ; 16) comprennent des parties principales (5 ; 8) s'étendant selon des niveaux d'intégration différents .
9. Structure selon la revendication 8, caractérisée par le fait que lesdites parties intégrées conductrices comprennent des parties principales qui se croisent en un endroit et au moins une partie secondaire s'étendant perpendiculairement aux plans d'intégration et traversant la ou les parties diélectriques séparant lesdites parties principales à cet endroit de façon à relier ces dernières .
10. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée par le fait qu'au moins une partie intégrée conductrice (206) comprend au moins une partie principale intégrée (207) constituant une résistance électrique s'étendant le long et à proximité d'une partie d'un micro-guide intégré (205) et des parties secondaires (208, 209) accessibles extérieurement en vue d'une connexion électrique extérieure de cette partie principale.
11. Structure selon la revendication 10, caractérisée par le fait que ladite résistance électrique est une résistance électrique de chauffage.
12. Structure selon la revendication 10, caractérisée par le fait que ladite résistance électrique est une résistance électrique de mesure de température.
13. Structure optique intégrée comprenant une multiplicité de parties en au moins un matériau diélectrique, empilées selon des niveaux d' intégration et définissant au moins un micro-guide optique et au moins une partie intégrée en un matériau conducteur de l' électricité, interposée ou insérée entre au moins deux desdites parties diélectriques et au moins une partie de connexion en un matériau conducteur de l' électricité, reliée à ladite partie intégrée conductrice et accessible extérieurement auxdites parties diélectriques en vue d' au moins une connexion électrique extérieure de cette partie intégrée conductrice, caractérisée par le fait qu' au moins une partie intégrée conductrice (206) comprend au moins une partie principale intégrée (207) constituant une résistance électrique s' étendant le long et à proximité d' une partie d' un micro-guide intégré (205) et des parties secondaires (208, 209) accessibles extérieurement en vue d' une connexion électrique extérieure de cette partie principale.
14. Structure selon la revendication 13, caractérisée par le fait que ladite résistance électrique est une résistance électrique de chauffage.
15. Structure selon la revendication 13, caractérisée par le fait que ladite résistance électrique est une résistance électrique de mesure de température.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014023804A2 (fr) * 2012-08-08 2014-02-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Coupleur directionnel et guide d'onde optique
US9588291B2 (en) * 2013-12-31 2017-03-07 Medlumics, S.L. Structure for optical waveguide and contact wire intersection
US9647419B2 (en) * 2014-04-16 2017-05-09 Apple Inc. Active silicon optical bench
US10197818B2 (en) * 2016-10-24 2019-02-05 Electronics & Telecommunications Research Institute Thermo-optic optical switch

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0709711A1 (fr) * 1994-10-25 1996-05-01 Hughes Aircraft Company Electrodes à accord de vitesse pour modulateurs électro-optiques à onde progressive et procédé de fabrication de ces électrodes
US5612815A (en) * 1995-01-10 1997-03-18 Commissariat A L'energie Atomique Optical device for optomechanical application
WO1999045416A2 (fr) * 1998-03-06 1999-09-10 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Boitier multipuce opto-electrique
WO2000057221A1 (fr) * 1999-03-22 2000-09-28 Gemfire Corporation Dispositifs optoelectroniques et photoniques

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3858205A (en) * 1972-10-06 1974-12-31 Sperry Rand Corp Base-band precollision sensor with time domain gating for preventing false responses
US4150375A (en) * 1978-03-02 1979-04-17 Sperry Rand Corporation Interferometric protective system for vehicles
GB9602250D0 (en) * 1996-02-05 1996-04-03 Secr Defence Collision warning system
US6573859B2 (en) * 2000-02-07 2003-06-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Radar apparatus
DE10005558A1 (de) * 2000-02-09 2001-08-23 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Datenübertragung im Kraftfahrzeug
JP3988571B2 (ja) * 2001-09-17 2007-10-10 株式会社デンソー レーダ装置
US6583753B1 (en) * 2002-04-03 2003-06-24 Delphi Technologies, Inc. Vehicle back-up and parking aid radar system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0709711A1 (fr) * 1994-10-25 1996-05-01 Hughes Aircraft Company Electrodes à accord de vitesse pour modulateurs électro-optiques à onde progressive et procédé de fabrication de ces électrodes
US5612815A (en) * 1995-01-10 1997-03-18 Commissariat A L'energie Atomique Optical device for optomechanical application
WO1999045416A2 (fr) * 1998-03-06 1999-09-10 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Boitier multipuce opto-electrique
WO2000057221A1 (fr) * 1999-03-22 2000-09-28 Gemfire Corporation Dispositifs optoelectroniques et photoniques

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