DE112008000727B4 - Verfahren zur Herstellung eines optischen Wellenleitersubstrats für die Oberflächenbestückung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines optischen Wellenleitersubstrats für die Oberflächenbestückung Download PDFInfo
- Publication number
- DE112008000727B4 DE112008000727B4 DE112008000727.6T DE112008000727T DE112008000727B4 DE 112008000727 B4 DE112008000727 B4 DE 112008000727B4 DE 112008000727 T DE112008000727 T DE 112008000727T DE 112008000727 B4 DE112008000727 B4 DE 112008000727B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- trench
- optical waveguide
- base body
- cladding layer
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 61
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004541 SiN Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12002—Three-dimensional structures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
- Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
- Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
- Y10T156/1062—Prior to assembly
- Y10T156/1064—Partial cutting [e.g., grooving or incising]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Verfahren zur Herstellung eines optischen Wellenleitersubstrates für die Oberflächenbestückung, mit den Schritten:einem Mantelschichtausbildungsschritt zur Bereitstellung einer Mantelschicht (7) auf einem Grundkörper (6) mit einem Material für einen optischen Wellenleiter;einem Grabenausbildungsschritt zur Ausbildung eines Grabens (8) in dem Grundkörper (6) und der Mantelschicht (7);einem Verbindungsschritt zum Verbinden des Grundkörpers (6) und der Mantelschicht (7) mit einem Stützsubstrat (1), wobei die Mantelschicht (7) auf der Seite des Stützsubstrates (1) angeordnet ist; undeinem Ausdünnungsschritt zum Bearbeiten und dünn Machen des Grundkörpers (6) zur Ausbildung einer dünnen Platte (30), so dass der Graben (8) durch die dünne Platte (30) hindurchdringt,wobei der optische Wellenleiter in dem Grundkörper (6) oder der dünnen Platte (30) durch ein inneres Diffusionsverfahren oder einen Protonaustauschvorgang gebildet wird; undeine Endfläche (8a, 8c) des optischen Wellenleiters auf der Grabenseite in Kontakt mit einem Lichtabsorptionsmaterial oder einem Lichtreflexionsmaterial (9) zur Ausbildung eines Reflexionsspiegels steht.
Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Wellenleitersubstrats für die Oberflächenbestückung.
- STAND DER TECHNIK
- In letzter Zeit wurde bei der Entwicklung für Informationskommunikationsgeräte die mangelnde Kapazität von Signalleitungen innerhalb eines derartigen Gerätes problematisch. Zur Lösung dieses Problems wurde das Ersetzen eines Teils der elektrischen Verschaltung aus Kupfer bei der gedruckten Schaltplatine innerhalb des Gerätes durch einen optischen Wellenleiter sowie die Verwendung von optischen Signalen anstelle von elektrischen Signalen in Betracht gezogen. Da eine hochdichte optische Verschaltung in einem begrenzten Raum aufgenommen werden muss, wird bei dem Gerät folgendes untersucht. Das heißt, es wird auf dieselbe Weise wie bei integrierten Schaltkreisen und Multi-Chip-Modulen ein photoelektrisches Element wie etwa eine Laserdiode oder Fotodiode auf einer Oberfläche eines Substrates angebracht, und optische Leiterbahnschichten werden auf demselben Substrat wie das elektrische Leiterbahnsubstrat gestapelt. Ein derartiges optisches Schaltungssubstrat zur Oberflächenbestückung ist beispielsweise in den Druckschriften
JP H05 - 72 429 A JP 2004 - 94 070 A - Bei einem optisch-elektrischen Leiterbahnsubstrat, bei dem ein optischer Wellenleiter auf demselben Substrat wie eine elektrische Leiterbahn gestapelt ist, kann eine hochdichte Bestückung erzielt werden. Damit jedoch ein optischer Wellenleiter mit einem photoelektrischen Element wie etwa einer Laserdiode oder einer Fotodiode optisch verbunden werden kann, ist eine Schalttechnologie zum Schalten eines optischen Pfades des optischen Wellenleiters um einen Winkel von 90 Grad erforderlich.
- In der Druckschrift
JP H05 - 34 526 A 1 ein sich von einer Oberfläche3a zu einer inneren Seite hin erstreckender Graben4 durch eine abtragende Bearbeitung und Ätzen in einem Substrat ausgebildet, in dem ein optischer Wellenleiter2 ausgebildet ist. Dieser Graben4 wird um 45 Grad bezüglich der Substratoberfläche3a schräg ausgebildet. Folglich ist eine Endfläche des optischen Wellenleiters2 dem Graben4 zugewandt, und ein optischer Reflexionsspiegel ist auf der anderen Endfläche des optischen Wellenleiters2 ausgebildet. Durch den optischen Wellenleiter2 ausbreitendes Licht A wird durch eine Wandoberfläche4a des Grabens4 reflektiert, nämlich durch den optischen Reflexionsspiegel, und breitet sich zu der Oberfläche3a des Substrats hin aus, um in ein photoelektrisches Element5 auf der Substratoberfläche einzudringen. - Relevanter Stand der Technik wird auch in
US 7 163 598 B2 ,JP 2004 - 258 066 A US 4 163 953 A und Nicht-Patent Literatur „Integrierte Optik SS 2006" Vorlesungsskript, Institut für Physik und Physikalische Technologien der TU Clausthal Mai 2006 offenbart. - ERFINDUNGSOFFENBARUNG
- Da jedoch bei einem derartigen Reflexionsspiegel das optische Reflexionsvermögen des Reflexionsspiegels durch den Brechungsindex des optischen Wellenleiters bestimmt ist, dringt ein bedeutender Lichtanteil in einen Hohlraum
4 ein, wie es durch den PfeilC angegeben ist, läuft geradeaus weiter, wird durch die andere Wandoberfläche4b des Hohlraums4 reflektiert, läuft nach oben, und dringt in das Element5 ein. Die Menge des durch diesen PfeilC angegebenen Einfallslichts wird durch den effektiven Brechungsindex des optischen Wellenleiters bestimmt, und kann daher nicht unter ein bestimmtes Niveau reduziert werden. Folglich ist es unvermeidlich, dass eine bedeutende Lichtmenge über einen vom Ziel verschiedenen Pfad in das Element5 eindringt, wie es durch den PfeilD angegeben ist. Folglich dringt ein optisches Signal mit einer Zeitverzögerung in das Element5 gemäß dem PfeilD ein, und das verzögerte Signal wird dem ursprünglichen Signal überlagert, was Rauschen verursacht. - Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Rauschvermeidung aufgrund von der mehrfachen Reflexion von Licht, das ein Reflexionsspiegel überträgt, sowie zur Verbesserung der Produktivität bei der Herstellung des Reflexionsspiegels eines optischen Schaltungssubstrats zur Oberflächenbestückung bereitzustellen.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Patentanspruch 1 definiert.
- Erfindungsgemäß wird der Graben in dem Grundkörper und der Mantelschicht ausgebildet, und nachfolgend werden der Grundkörper und die Mantelschicht mit dem Stützsubstrat verbunden. Der Grundkörper wird durch Bearbeitung zur Ausbildung des optischen Wellenleiters dünn gemacht, und gleichzeitig wird ermöglicht, dass der Graben durch die dünne Platte hindurch dringt. Zudem wird eine Endfläche der Grabenseite des optischen Wellenleiters in Kontakt mit einem Lichtabsorptionsmaterial oder einem Lichtreflexionsmaterial gebracht, um dadurch einen Reflexionsspiegel auszubilden. Im Einzelnen wird der Graben nicht als solcher als Reflexionsspiegel verwendet, und nachdem einmal der Graben in dem Grundkörper ausgebildet ist, wird der Grundkörper an das Stützsubstrat angehaftet, und der Grundkörper wird durch Bearbeitung von der Seite gegenüber dem Graben zur Ausbildung der dünnen Platte dünn gemacht. Gleichzeitig wird ermöglicht, dass der Graben durch die dünne Platte hindurch dringt, wodurch der Reflexionsspiegel auf der Wandoberfläche des Grabens ausgebildet wird.
- Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann der Reflexionsspiegel leicht mit hoher Produktivität ausgebildet werden. Da zudem die mehrfache Reflexion aufgrund des von dem Reflexionsspiegel übertragenen Lichts vermieden werden kann, kann dadurch ein Rauschen im photoelektrischen Element verhindert werden.
- Figurenliste
-
-
1 zeigt eine Schnittansicht von einem optischen Wellenleitersubstrat für die Oberflächenbestückung gemäß einem bekannten Beispiel. -
2 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zustands, bei dem ein optischer Wellenleiter10 und eine Mantelschicht7 auf einem Grundkörper6 ausgebildet sind. -
3 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zustands, bei dem in dem Grundkörper nach2 ein Graben8 ausgebildet ist. -
4 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zustands, bei dem eine Schicht9 aus einem Lichtabsorptionsmaterial oder einem Lichtreflexionsmaterial auf einer dem Graben8 zugewandten Wandoberfläche ausgebildet ist. -
5 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zustands, bei dem der Grundkörper nach4 mit einem Stützsubstrat1 verbunden ist. -
6 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zustands, bei dem der Grundkörper nach5 durch Bearbeitung dünn gemacht ist. -
7 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zustands, bei dem ein Graben12 mit einem Material16 mit einer geringen dielektrischen Konstante gefüllt ist. -
8 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zustands, bei dem der Graben12 mit einem Lichtabsorptionsmaterial oder einem Lichtreflexionsmaterial26 gefüllt ist. - BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
- Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.
- Erfindungsgemäß wird zunächst eine Mantelschicht auf einem Grundkörper aus einem Material für einen optischen Wellenleiter ausgebildet (Mantelschichtausbildungsvorgang). Bei dem Beispiel nach
2 wird beispielsweise eine Mantelschicht7 auf dem Grundkörper6 ausgebildet. Dabei kann ein optischer Wellenleiter10 in dem Grundkörper6 ausgebildet werden. Als Verfahren zur Ausbildung des optischen Wellenleiters kann ein Diffusionsverfahren wie etwa ein Titandiffusionsvorgang und ein Protonaustauschvorgang verwendet werden. Alternativ wird der optische Wellenleiter nicht bei diesem Schritt ausgebildet, sondern kann durch den nachstehend angeführten Ausdünnungsvorgang ausgebildet werden. Nach Erzeugen der dünnen Platte kann zudem der optische Wellenleiter innerhalb der dünnen Platte ausgebildet werden. - Die Materialart zur Bildung eines optischen Wellenleitersubstrats ist nicht beschränkt; aber Lithiumniobat (LiNbO3), Lithiumtantalat (LiTaO3), eine Festkörperlösung aus Lithiumniobat und Lithiumtantalat oder ein K3Li2Nb5O15-Einkristall sind besonders bevorzugte Beispiele.
- Zur weiteren Verbesserung der optischen Schadensbeständigkeit eines dreidimensionalen optischen Wellenleiters können eines oder mehrere metallische Elemente aus der aus Magnesium (Mg), Zink (Zn), Scandium (Sc) und Indium (In) bestehenden Gruppe in einem ferroelektrischen Einkristall enthalten sein, wobei Magnesium besonders bevorzugt ist. Unter dem Gesichtspunkt der Tatsache, dass die Polarisationsinversionseigenschaften (Bedingungen) geklärt sind, wird Magnesium besonders bevorzugt einem Lithiumniobateinkristall, einer Festkörperlösung aus einem Lithiumniobat-Lithiumtantalat-Einkristall bzw. einem Lithiumtantalateinkristall hinzugefügt. In dem ferroelektrischen Einkristall kann ein Element der Seltenen Erden als Dotierstoff enthalten sein. Dieses Element der Seltenen Erden wirkt als additives Element zur Laseroszillation. Als das Element der Seltenen Erden ist Nd, Er, Tm, Ho, Dy und Pr besonders bevorzugt.
- Als Material für die Mantelschicht können beispielhaft SiO2, Ta2O5 und Al2O3 genannt werden.
- Danach wird ein Graben in dem Grundkörper und der Mantelschicht ausgebildet. Bei diesem Schritt ist die Form des Grabens nicht beschränkt. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Form des Grabens zur Kontaktierung eines Lichtabsorptionsmaterials oder eines Lichtreflexionsmaterials mit zumindest einer dem Graben zugewandten Wandoberfläche geeignet ist. Unter dem vorstehend genannten Gesichtspunkt weist der Graben vorzugsweise eine erste geneigte Ebene, die von einer vertikalen Oberfläche in eine Richtung geneigt ist, sowie eine zweite geneigte Ebene auf, die in eine Richtung geneigt ist, die entgegengesetzt zu der Neigungsrichtung der ersten geneigten Ebene gegenüber einer vertikalen Oberfläche ist.
- Beispielsweise gemäß
3 ist der Graben8 in der Mantelschicht7 und dem Substrat6 ausgebildet. Der Graben8 weist eine erste geneigte Ebene8a auf, die von einer vertikalen Oberfläche V in eine Richtung geneigt ist, sowie eine zweite geneigte Ebene8c , die in eine Richtung geneigt ist, die entgegengesetzt zu der der ersten geneigten Ebene8a bezüglich der vertikalen Oberfläche V ist. Bei diesem Beispiel ist eine flache Grundoberfläche8b zwischen den geneigten Ebenen8a und8c ausgebildet. Durch Verwendung der vorstehend beschriebenen Form kann das Lichtabsorptionsmaterial oder das Lichtreflexionsmaterial mit den jeweiligen geneigten Ebenen leicht in Kontakt gebracht werden. Genauer kann eine Schicht aus diesen Materialien relativ leicht ausgebildet werden, oder der Graben kann mit diesen Materialien relativ leicht gefüllt werden. - Unter dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt betragen die jeweiligen Winkel
θ1 undθ2 zwischen der vertikalen Oberfläche V und den jeweiligen geneigten Ebenen8a und8c vorzugsweise von 20 bis 70 Grad und noch bevorzugter von 30 bis 60 Grad. Das Verfahren zur Ausbildung des Grabens ist nicht besonders beschränkt, aber Nassätzen, Trockenätzen, Ionenmahlen, Laserabtragung und Schleifen können beispielhaft genannt werden. - Danach kann die Schicht aus dem Lichtabsorptionsmaterial oder dem Lichtreflexionsmaterial auf der Wandoberfläche des Grabens ausgebildet werden. Gemäß
4 kann beispielsweise die Schicht9 so ausgebildet werden, dass sie die geneigten Ebenen8a und8c und die dem Graben8 zugewandte Grundoberfläche8b bedecken. Das Verfahren zur Ausbildung der Schicht ist nicht besonders beschränkt, aber ein chemisches Gasphasenabscheideverfahren, ein Zerstäubungsverfahren und ein Vakuumabscheideverfahren können beispielhaft genannt werden. - Sodann werden der Grundkörper und die Mantelschicht mit dem Stützsubstrat verbunden, und die Mantelschicht wird dann auf der Seite des Stützsubstrates angeordnet. Bei dem Beispiel nach
5 werden beispielsweise der Grundkörper6 und die Mantelschicht7 mit dem Stützsubstrat1 verbunden. Eine Verbindungsschicht ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt muss die Mantelschicht7 auf der Seite des Stützsubstrates1 angeordnet sein. Das Material für das Stützsubstrat muss hoch isolierende Eigenschaften, einen homogenen spezifischen Volumenwiderstand im Material und eine vorbestimmte mechanische Festigkeit aufweisen. Für das vorstehend beschriebene Material können Silizium, Saphir, Quarz und Glas beispielhaft genannt werden. - Das Verfahren zum Verbinden des Grundkörpers und des Stützsubstrates ist nicht besonders beschränkt. Beim Verbinden des Grundkörpers und des Stützsubstrates ist das Material des Haftmittels nicht besonders beschränkt, aber ein Material zum Ultraviolettausheilen, zum Wärmeaushärten und ein kombinierter Typ wie etwa Acrylharz oder Epoxydharz können beispielhaft genannt werden.
- Dann wird der Grundkörper durch eine Bearbeitung zur Ausbildung einer dünnen Platte dünn gemacht. Wie beispielsweise in
6 gezeigt ist, wird der Grundkörper durch Bearbeitung zur Ausbildung einer dünnen Platte30 dünn gemacht. Bei dem Beispiel wird der optische Wellenleiter auf der Stufe des Grundkörpers ausgebildet, und dieser optische Wellenleiter verbleibt innerhalb der dünnen Platte zur Ausbildung von scheibenartigen optischen Wellenleitern13A und13B . Dieser scheibenartige optische Wellenleiter kann weiter gezahnt werden, um einen kanalartigen optischen Wellenleiter auszubilden. - Wenn der Grundkörper derart dünn gemacht ist, kann der Graben durch die Rückseite des Substrates hindurchdringen, wodurch ein durchgehender Graben
12 ausgebildet wird, wie beispielsweise in6 dargestellt ist. Die jeweiligen Endoberflächen14A und14B der optischen Wellenleiter13A und13B sind durch die Schichten9 aus dem Lichtabsorptionsmaterial oder dem Lichtreflexionsmaterial bedeckt, und die jeweiligen Schichten9 sind in einem ausgesparten Abschnitt12 freigelegt. - An einem geeigneten Abschnitt auf den optischen Wellenleitern
13A und13B ist ein photoelektrisches Element angeordnet, um diesen Graben12 zu bedecken. Durch den optischen Wellenleiter13A ausbreitendes Licht gemäß dem Pfeil A wird beispielsweise durch die reflektierende Oberfläche14A reflektiert, wobei der optische Pfad nach oben abbiegt, wie durch den Pfeil B angegeben ist, wodurch in das obere photoelektrische Element5 eingedrungen wird. - Ferner kann der ausgesparte Abschnitt
12 mit einem Material mit einer geringen dielektrischen Konstante gefüllt sein. Bei dem Beispiel nach7 ist der Graben12 mit einem Material16 mit einer niedrigen dielektrischen Konstante gefüllt, und auch die vorstehend beschriebenen Schichten9 sind ausgebildet. Zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird der ausgesparte Abschnitt8 mit dem Material16 mit geringer dielektrischer Konstante in dem Zustand nach4 gefüllt. - Als das Material mit niedriger dielektrischer Konstante kann ein organisches Harzmaterial wie etwa Polyimid und anorganisches Glas beispielhaft genannt werden.
- Im Übrigen ist bei einem Beispiel gemäß
8 der Graben12 mit einem Lichtabsorptionsmaterial oder einem Lichtreflexionsmaterial26 gefüllt, und die vorstehend beschriebene Schicht9 ist nicht ausgebildet. Zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird in dem Zustand nach3 der ausgesparte Abschnitt8 mit dem Lichtabsorptionsmaterial oder dem Lichtreflexionsmaterial gefüllt, und der Ausbildungsvorgang für die Schicht9 wird nicht durchgeführt. - Als das Lichtreflexionsmaterial können folgende Materialien beispielhaft genannt werden: metallische Schichten aus Gold, Silber, Kupfer, Aluminium, Chrom, Rhodium, Platin, Titan und Silizium; dielektrische Schichten aus SiO2, SiN, Al2O3, TiO2 und Ta2O5; eine Kombination aus den metallischen Schichten und den dielektrischen Schichten; sowie eine dielektrische Mehrfachschicht.
- Als das Lichtabsorptionsmaterial können Polyimid, Resistlack sowie metalldotiertes Glas beispielhaft genannt werden.
- Wenn das photoelektrische Element auf dem optischen Wellenleiter innerhalb des erfindungsgemäßen Substrates angebracht ist, können optische Signale mit dem optischen Wellenleiter in einem Zustand der Beschränkung innerhalb einer Schaltkomponente für den optischen Pfad verbunden werden. Zudem wird bei den jeweiligen vorstehend beschriebenen Beispielen ein Schaltwinkel für den optischen Pfad von 90 Grad verwendet; der Schaltwinkel für den optischen Pfad kann jedoch willkürlich eingestellt werden.
- Für das vorstehend beschriebene photoelektrische Element kann eine Fotodiode beispielhaft genannt werden.
- BEISPIELE
- Gemäß dem unter Bezugnahme auf die
2 bis6 dargestellten Verfahren wurde die Vorrichtung nach6 hergestellt. Im Einzelnen wurde ein Substrat mit X-Schnitt aus einem Lithiumniobateinkristall von 0,5 mm Dicke als Grundkörper6 verwendet. Der optische Wellenleiter10 mit einer Breite von 6 µm und einer Tiefe von 5 µm wurde auf dem Grundkörper6 unter Verwendung eines Titandiffusionsverfahrens hergestellt. Danach wurde die SiO2-Mantelschicht 7 mit einer Dicke von 1 µm auf einer Oberfläche durch ein Zerstäubungsverfahren herstellt, auf der der optische Wellenleiter10 ausgebildet ist. Nachfolgend wurde gemäß3 der Graben8 mit einer Breite von 50 µm, einer Tiefe von 20 µm und Neigungswinkelnθ1 undθ2 von 45 Grad unter Verwendung einer Chipschneidevorrichtung ausgebildet. Nach Ausbildung des Grabens wurde die Aluminiumschicht9 durch das Zerstäubungsverfahren gemäß4 ausgebildet. - Unter Verwendung der Additive wurde gemäß
5 der Grundkörper6 mit dem Graben an das Siliziumsubstrat1 angehaftet, so dass eine Oberfläche mit dem darin ausgebildeten Graben der anhaftenden Oberflächenseite zugewandt war. Nach dem Anhaften wurde der Grundkörper6 bis zu einer Dicke von 6 µm poliert (vergleiche6 ). Somit wurde ein Spiegel ausgebildet, der Licht durch das Ende des optischen Wellenleiters in Richtung senkrecht zu dem Substrat reflektiert. - Das vorstehend beschriebene Substrat wurde an den Endflächen poliert, und eine 1,55 µm-Einzelmodenfaser wurde mit der Endfläche des optischen Wellenleiters verbunden. Als Ergebnis einer Messung der Lichtmenge, die durch den Reflexionsspiegel
14A des optischen Wellenleiterendes auf die obere Oberfläche herausgeführt wurde, ergab sich der Reflexionsverlust an dem Reflexionsspiegel14A zu 5% oder weniger. Zudem wurde als Folge des Anbringens des Lichtempfangselementes5 auf der oberen Oberfläche des Substrates das einfallende Licht erfolgreich empfangen, um das einfallende Licht in die Amplitude eines elektrischen Signals umzuwandeln. - Obwohl die vorstehende Beschreibung über besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung erfolgte, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und verschiedene Veränderungen und Abwandlungen können erfolgen, ohne vom Bereich der beigefügten Patentansprüche abzuweichen.
Claims (6)
- Verfahren zur Herstellung eines optischen Wellenleitersubstrates für die Oberflächenbestückung, mit den Schritten: einem Mantelschichtausbildungsschritt zur Bereitstellung einer Mantelschicht (7) auf einem Grundkörper (6) mit einem Material für einen optischen Wellenleiter; einem Grabenausbildungsschritt zur Ausbildung eines Grabens (8) in dem Grundkörper (6) und der Mantelschicht (7); einem Verbindungsschritt zum Verbinden des Grundkörpers (6) und der Mantelschicht (7) mit einem Stützsubstrat (1), wobei die Mantelschicht (7) auf der Seite des Stützsubstrates (1) angeordnet ist; und einem Ausdünnungsschritt zum Bearbeiten und dünn Machen des Grundkörpers (6) zur Ausbildung einer dünnen Platte (30), so dass der Graben (8) durch die dünne Platte (30) hindurchdringt, wobei der optische Wellenleiter in dem Grundkörper (6) oder der dünnen Platte (30) durch ein inneres Diffusionsverfahren oder einen Protonaustauschvorgang gebildet wird; und eine Endfläche (8a, 8c) des optischen Wellenleiters auf der Grabenseite in Kontakt mit einem Lichtabsorptionsmaterial oder einem Lichtreflexionsmaterial (9) zur Ausbildung eines Reflexionsspiegels steht.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei der Graben eine erste geneigte Oberfläche, die bezüglich einer vertikalen Ebene in eine Richtung geneigt ist, sowie eine zweite geneigte Oberfläche aufweist, die bezüglich der vertikalen Ebene in eine Richtung geneigt ist, die zu der einen Richtung entgegengesetzt ist. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , wobei das Lichtreflexionsmaterial oder das Lichtabsorptionsmaterial (9) eine die Endfläche bedeckende Schicht ausbildet. - Verfahren nach
Anspruch 3 , wobei der Graben (8) mit einem Material mit geringer dielektrischer Konstante gefüllt ist. - Verfahren nach
Anspruch 3 , wobei der Graben (8) einen Hohlraum aufweist. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , wobei der Graben (8) mit dem lichtreflektierenden Material oder dem Lichtabsorptionsmaterial (9) gefüllt ist.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007-074578 | 2007-03-22 | ||
JP2007074578 | 2007-03-22 | ||
PCT/JP2008/055160 WO2008126653A1 (ja) | 2007-03-22 | 2008-03-13 | 光表面実装用導波路基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE112008000727T5 DE112008000727T5 (de) | 2010-01-14 |
DE112008000727B4 true DE112008000727B4 (de) | 2021-08-26 |
Family
ID=39863774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE112008000727.6T Active DE112008000727B4 (de) | 2007-03-22 | 2008-03-13 | Verfahren zur Herstellung eines optischen Wellenleitersubstrats für die Oberflächenbestückung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8062449B2 (de) |
JP (1) | JP5309016B2 (de) |
DE (1) | DE112008000727B4 (de) |
WO (1) | WO2008126653A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9442251B2 (en) | 2012-01-10 | 2016-09-13 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Optical waveguide with mirror, optical fiber connector, and manufacturing method thereof |
US10739518B2 (en) * | 2015-12-21 | 2020-08-11 | International Business Machines Corporation | Optical components for wavelength division multiplexing with high-density optical interconnect modules |
JP7352653B2 (ja) * | 2019-12-20 | 2023-09-28 | 京セラ株式会社 | 光回路基板 |
WO2024029011A1 (ja) * | 2022-08-03 | 2024-02-08 | 日本電信電話株式会社 | 光変調器 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4163953A (en) | 1977-07-07 | 1979-08-07 | Northern Telecom Limited | Double heterostructure laser for direct coupling to an optical fiber |
JPH0534526A (ja) | 1991-07-30 | 1993-02-12 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光表面実装用光学反射鏡形成方法 |
JPH0572429A (ja) | 1991-02-15 | 1993-03-26 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 光表面実装用プリント基板 |
JP2004094070A (ja) | 2002-09-03 | 2004-03-25 | Toppan Printing Co Ltd | 光路変換部品及びそれを用いた光表面実装導波路 |
JP2004258066A (ja) | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 光導波路基板の製造方法、光電気複合実装配線基板の製造方法 |
US7163598B2 (en) | 1998-10-27 | 2007-01-16 | Sony Corporation | Optical waveguide and method for producing same |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2986140B2 (ja) * | 1993-12-24 | 1999-12-06 | 日本電気株式会社 | マルチチップモジュール |
US6512861B2 (en) * | 2001-06-26 | 2003-01-28 | Intel Corporation | Packaging and assembly method for optical coupling |
US6754407B2 (en) * | 2001-06-26 | 2004-06-22 | Intel Corporation | Flip-chip package integrating optical and electrical devices and coupling to a waveguide on a board |
JP2004258065A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 光導波路基板及びその製造方法、光電気複合実装配線基板及びその製造方法 |
JP2005070141A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 光路変換部品付きの光導波路構造体及びその製造方法、光路変換部品 |
JP4059835B2 (ja) * | 2003-10-15 | 2008-03-12 | セントラル硝子株式会社 | 多チャンネル光路変換素子 |
JP2007010692A (ja) * | 2003-11-05 | 2007-01-18 | Hitachi Chem Co Ltd | 光導波路及びその製造方法 |
JP2006251046A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Central Glass Co Ltd | 光導波路基板、光表面実装導波路素子およびそれらの製造方法 |
-
2008
- 2008-03-13 DE DE112008000727.6T patent/DE112008000727B4/de active Active
- 2008-03-13 WO PCT/JP2008/055160 patent/WO2008126653A1/ja active Application Filing
- 2008-03-13 JP JP2009509058A patent/JP5309016B2/ja active Active
-
2009
- 2009-09-10 US US12/556,889 patent/US8062449B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4163953A (en) | 1977-07-07 | 1979-08-07 | Northern Telecom Limited | Double heterostructure laser for direct coupling to an optical fiber |
JPH0572429A (ja) | 1991-02-15 | 1993-03-26 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 光表面実装用プリント基板 |
JPH0534526A (ja) | 1991-07-30 | 1993-02-12 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光表面実装用光学反射鏡形成方法 |
US7163598B2 (en) | 1998-10-27 | 2007-01-16 | Sony Corporation | Optical waveguide and method for producing same |
JP2004094070A (ja) | 2002-09-03 | 2004-03-25 | Toppan Printing Co Ltd | 光路変換部品及びそれを用いた光表面実装導波路 |
JP2004258066A (ja) | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 光導波路基板の製造方法、光電気複合実装配線基板の製造方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JP 2004- 258 066 A |
Nicht-Patent Literatur „Integrierte Optik SS 2006" Vorlesungsskript, Institut für Physik und Physikalische Technologien der TU Clausthal Mai 2006 offenbart |
Vorlesungsskript „Integrierte Optik SS 2006", Institut für Physik und Physikalische Technologien der TU Clausthal Mai 2006 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100000664A1 (en) | 2010-01-07 |
JPWO2008126653A1 (ja) | 2010-07-22 |
JP5309016B2 (ja) | 2013-10-09 |
WO2008126653A1 (ja) | 2008-10-23 |
DE112008000727T5 (de) | 2010-01-14 |
US8062449B2 (en) | 2011-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69323958T2 (de) | Optische Wellenleiter-Anordnung und Herstellungsmethode | |
DE102011056184B4 (de) | Flexible organische Elektrolumineszenzanzeigenvorrichtung aus Kunststoff und Verfahren zum Herstellen derselben | |
DE69110961T2 (de) | Optischer Schaltkreis für Oberflächenmontage, Substrat dafür und seine Herstellungsmethode. | |
DE69423720T2 (de) | Vorrichtung mit integriert-optischem Wellenleiterpaar | |
DE4434321C2 (de) | Optischer Wellenleiter mit einem Polymerkern und dessen Herstellungsverfahren | |
DE69709255T2 (de) | Polarisationsunabhängiger elektrooptischer modulator | |
DE102006045102B4 (de) | Elektro-optisches Hochindexkontrast-Wellenleiter-Bauelement | |
DE3834335A1 (de) | Halbleiterschaltung | |
DE4402422A1 (de) | Integrierte optische Halbeiteranordnung und ihr Herstellungsverfahren | |
WO2007059733A1 (de) | Elektroakustisches bauelement | |
DE19838519A1 (de) | Leiterplatte und Verfahren zur Herstellung | |
DE112008002057T5 (de) | Photonisches Führungsbauelement | |
DE10034865A1 (de) | Optoelektronisches oberflächenmontierbares Modul | |
DE3007180A1 (de) | Optische kopplungsanordnung | |
DE112008000727B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines optischen Wellenleitersubstrats für die Oberflächenbestückung | |
DE112008002076T5 (de) | System und Verfahren zum Leiten optischer Signale | |
DE112012002104T5 (de) | Optisches Modul und Herstellungsverfahren für dasselbe | |
CN102213797A (zh) | 波导型偏振器 | |
EP3704536B1 (de) | Wellenleiter-bauelement | |
DE69804065T2 (de) | Verfahren zur Formung von Ablenkspiegeln in planarem Wellenleiter in integriert-optischem Schaltkreis | |
Prajzler et al. | Properties of the optical planar polymer waveguides deposited on printed circuit boards | |
DE69421477T2 (de) | Optische Wellenleiter-Vorrichtung | |
DE2303078C3 (de) | Lichtmodulationselement | |
DE102011010504A1 (de) | Optoelektrischer Halbleiterchip | |
DE3820171A1 (de) | Wellenleiter/detektor-kombination |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |