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JP2000047044A - Optical signal transmission system and method of manufacturing the same - Google Patents

Optical signal transmission system and method of manufacturing the same

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Publication number
JP2000047044A
JP2000047044A JP10217856A JP21785698A JP2000047044A JP 2000047044 A JP2000047044 A JP 2000047044A JP 10217856 A JP10217856 A JP 10217856A JP 21785698 A JP21785698 A JP 21785698A JP 2000047044 A JP2000047044 A JP 2000047044A
Authority
JP
Japan
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layer
core
light
optical path
path bending
Prior art date
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Application number
JP10217856A
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Japanese (ja)
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JP3903606B2 (en
Inventor
Takeshi Ogawa
剛 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
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Publication of JP2000047044A publication Critical patent/JP2000047044A/en
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  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光導波路の入射段と出射段にて光路を屈曲さ
せるための反射面を、量産に適した方法で精度良く形成
する。 【解決手段】 光導波路を構成するコア3およびクラッ
ド2のいずれともエッチング選択性または現像液溶解性
が異なる材料を用いてミラー層4を形成する。このミラ
ー層4を形成するには、クラッド層2の下半分である下
部クラッド層を形成し、この上でコア3をパターニング
した後、基体の全面を被覆して形成されたミラー形成層
をエッチング・マスクの直下にアンダカットが入るよう
にエッチングするか、またはフォトリソグラフィと現像
処理を経てパターニングする。いずれの方法でも入射側
反射面5と出射側反射面6の傾斜角θを自己整合的に決
定することができる。両反射面にハーフミラー特性を持
たせ、ミラー層4自身を光導波路のコアとして用いるこ
ともできる。
(57) [Problem] To accurately form a reflection surface for bending an optical path at an entrance stage and an exit stage of an optical waveguide by a method suitable for mass production. SOLUTION: A mirror layer 4 is formed using a material having different etching selectivity or developer solubility from both a core 3 and a clad 2 constituting an optical waveguide. In order to form the mirror layer 4, a lower clad layer, which is the lower half of the clad layer 2, is formed, and after patterning the core 3, the mirror forming layer formed by covering the entire surface of the base is etched. Etching so that an undercut is directly under the mask, or patterning through photolithography and development processing. In any case, the inclination angle θ between the incident-side reflecting surface 5 and the emitting-side reflecting surface 6 can be determined in a self-aligned manner. Both reflecting surfaces may have a half mirror characteristic, and the mirror layer 4 itself may be used as a core of the optical waveguide.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光導波路の入射段お
よび出射段に光路屈曲手段を有する光信号伝送システム
の構造と、これを一括して精度良く製造する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of an optical signal transmission system having optical path bending means at an entrance stage and an exit stage of an optical waveguide, and a method of manufacturing the optical signal transmission system with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC技術やLSI技術の進歩によりこれ
らの動作速度や集積規模が向上し、マイクロプロセッサ
にの高性能化やメモリ・チップの大容量化が急速に進展
している。このような状況下では、信号配線の高速・高
密度化や電気配線遅延が上記高性能化のネックとなって
いる。この問題を解消し得る技術として、光インターコ
ネクション(光配線)が注目されている。光配線は、機
器装置間、機器装置内のボード間、ボード内のチップ間
等、様々な階層に適用可能と考えられているが、たとえ
ばチップ間のように比較的短距離の信号伝送には光導波
路を伝送路とする光信号伝送システムが有効である。
2. Description of the Related Art With the advance of IC technology and LSI technology, their operation speed and integration scale have been improved, and high performance of microprocessors and large capacity of memory chips have been rapidly advanced. Under such circumstances, high-speed and high-density signal wiring and electrical wiring delay are bottlenecks in the above-mentioned high performance. Optical interconnection (optical wiring) has attracted attention as a technique that can solve this problem. Optical wiring is considered to be applicable to various layers, such as between equipment devices, between boards in equipment devices, between chips in a board, etc., but for signal transmission over a relatively short distance such as between chips. An optical signal transmission system using an optical waveguide as a transmission path is effective.

【0003】ここで、光導波路を使用した光配線をたと
えばLSI間を結ぶマルチチップモジュール(MCM)
用の伝送路に応用する場合、従来からよく用いられてい
る端面発光型のレーザ・ダイオード(LD)や発光ダイ
オード(LED)を送信側の発光素子とする場合には、
光導波路の入射端面の至近にこの発光素子を配すること
ができる。しかし、省電力化や面アレイ化に有利な縦キ
ャビティ型面発光レーザ(VCSEL)等の面発光型の
レーザ・ダイオードを発光素子として使用する場合に
は、上記のような配置をとることは構造上困難である。
さらに、受光素子としてフォトダイオードを用いる場
合、これは面受光素子であるため、やはり光導波路の出
射端面の至近に配することは困難である。
Here, a multi-chip module (MCM) for connecting an optical wiring using an optical waveguide, for example, between LSIs
In the case of application to a transmission line for transmission, when an edge emitting type laser diode (LD) or a light emitting diode (LED), which has been widely used, is used as a light emitting element on a transmission side,
This light emitting element can be arranged close to the incident end face of the optical waveguide. However, when a surface emitting laser diode such as a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), which is advantageous for power saving and surface arraying, is used as a light emitting element, such an arrangement is not applicable. It is difficult.
Furthermore, when a photodiode is used as the light receiving element, it is difficult to dispose the photodiode as close as possible to the exit end face of the optical waveguide because it is a surface light receiving element.

【0004】この解決策のひとつとして、図13に示さ
れるように、発光素子と受光素子とを光導波路の上方に
配し、この光導波路も含めた基体の厚み方向と基板の面
内方向との間でミラー部材を用いて光路を曲げる構成と
した光信号伝送システムが知られている。図13におい
て、基板31上にはその面内方向に延びる光導波路が形
成されている。この光導波路は、コア33をこれより屈
折率の低い材料からなるクラッド32で包囲したもので
ある。上記クラッド32は、製法上はコア33cより下
の部分と上の部分とに分けて形成される。コア33cの
入射端側と出射端側には、ミラー層33mが配されてい
る。このミラー層33mの端面は、前記コア33cの端
面に対してたとえば45°傾斜された入射側反射面34
と出射側反射面35とされ、これらの上方にそれぞれ発
光素子39と受光素子40とが配されている。
As one of the solutions, as shown in FIG. 13, a light emitting element and a light receiving element are arranged above an optical waveguide, and the thickness direction of the base including the optical waveguide and the in-plane direction of the substrate are determined. There is known an optical signal transmission system in which a light path is bent by using a mirror member between the optical signal transmission systems. In FIG. 13, an optical waveguide extending in the in-plane direction is formed on a substrate 31. In this optical waveguide, a core 33 is surrounded by a clad 32 made of a material having a lower refractive index. The cladding 32 is formed into a portion below the core 33c and a portion above the core 33c in terms of manufacturing method. A mirror layer 33m is arranged on the incident end side and the output end side of the core 33c. The end face of the mirror layer 33m is formed, for example, by an incident side reflection face 34 inclined by 45 ° with respect to the end face of the core 33c.
The light-emitting element 39 and the light-receiving element 40 are disposed above these.

【0005】上記発光素子39は、発光面を下向きにし
てクラッド32の上面に実装されている。この発光素子
39から放出された光は、図中矢印で示されるように、
まずクラッド32内を基体の厚み方向(下降方向)に進
み、続いて入射側反射面34で反射されてコア33cに
入射され、該コア33c中を面内方向に伝搬した後、出
射側反射面35で反射されて進行方向を基体の厚み方向
(上昇方向)に進み、受光素子40に入射する。なお、
図13では上記コア33c中を光が直進するように描か
れているが、これはあくまでも図示の便宜上のことであ
って、実際には所定の臨界角の範囲内で入射した光がコ
ア33cとクラッド32との界面で全反射を繰り返しな
がら伝搬することは言うまでもない。
The light emitting element 39 is mounted on the upper surface of the clad 32 with the light emitting surface facing downward. The light emitted from the light emitting element 39 is, as shown by the arrow in the figure,
First, the light travels in the cladding 32 in the thickness direction (downward direction) of the substrate, is subsequently reflected by the incident-side reflecting surface 34, enters the core 33c, propagates in the core 33c in the in-plane direction, and then exits. The light is reflected by 35 and travels in the traveling direction in the thickness direction (ascending direction) of the substrate, and enters the light receiving element 40. In addition,
In FIG. 13, light is drawn so as to go straight through the core 33c. However, this is merely for convenience of illustration, and actually, light incident within a predetermined critical angle range is transmitted to the core 33c. It goes without saying that the light propagates while repeating total reflection at the interface with the clad 32.

【0006】かかる光信号伝送システムにおいては、ミ
ラー層33mの端面の加工がひとつのポイントとなる
が、該ミラー層33mをコア33cと共通の材料層を用
いて形成する場合について、これまでに幾つかの方法が
提案されている。たとえば図14は、レーザ・アブレー
ジョンにより光反射面を形成するプロセスを示すもので
ある。まず(a)図に示されるように、シリコンやガラ
ス等の材料からなる基板31上に、たとえばスピンコー
トおよび熱処理により有機高分子材料よりなる下部クラ
ッド層32aを形成し、さらに該下部クラッド層32a
よりも屈折率の高い有機高分子材料よりなるコア/ミラ
ー形成層33fを積層する。
In such an optical signal transmission system, one of the points is processing of the end face of the mirror layer 33m. Regarding the case where the mirror layer 33m is formed using the same material layer as the core 33c, a number of processes have been considered so far. Such a method has been proposed. For example, FIG. 14 shows a process for forming a light reflecting surface by laser abrasion. First, as shown in FIG. 1A, a lower cladding layer 32a made of an organic polymer material is formed on a substrate 31 made of a material such as silicon or glass by, for example, spin coating and heat treatment.
A core / mirror forming layer 33f made of an organic polymer material having a higher refractive index is laminated.

【0007】次に(b)図および(c)図に示されるよ
うに、上記コア/ミラー形成層33fをレーザ・アブレ
ージョンによりパターニングする。このとき、レーザ・
ビームを光反射面を傾斜させたい方向にスキャンさせな
がら、その出力を徐々に弱める。スキャン速度とビーム
出力の組合せに応じて、光反射面に所望の傾斜角を設定
することができる。これにより、垂直端面を有するコア
33cと傾斜端面、すなわち入射側反射面34を有する
ミラー層33mとが同時に隣接して形成される。なお、
マスクを介したビーム照射を行う場合には、レーザ・ビ
ームをスキャンさせる代わりに、マスクを移動させるこ
とで照射部位を移動させても構わない。また、レーザ・
アブレージョンの代わりにイオン・ビームを用いる方法
も知られている。
Next, as shown in FIGS. 1B and 1C, the core / mirror forming layer 33f is patterned by laser abrasion. At this time, the laser
While scanning the beam in the direction in which the light reflecting surface is desired to be inclined, the output is gradually reduced. A desired tilt angle can be set on the light reflecting surface according to a combination of the scanning speed and the beam output. As a result, the core 33c having the vertical end face and the inclined end face, that is, the mirror layer 33m having the incident-side reflecting surface 34 are simultaneously formed adjacently. In addition,
When performing beam irradiation through a mask, the irradiation site may be moved by moving the mask instead of scanning the laser beam. In addition, laser
A method using an ion beam instead of abrasion is also known.

【0008】また別の方法として、たとえば形状を工夫
したフォトレジストを介して異方性ドライエッチングを
行う方法が、特開平6−265783号公報に記載され
ている。この方法では、まず図15の(a)図に示され
るように、基板31上に共に有機高分子材料よりなる下
部クラッド層32aとコア/ミラー形成層32fとを積
層し、さらにコア/ミラー形成層33fの上にフォトレ
ジスト材料よりなるエッチング・マスクを36を形成す
る。このエッチング・マスク36の開口37は、その底
面に下地のコア/ミラー形成層32fを露出させるもの
ではなく、光反射面を形成したい部位において膜厚に傾
斜を持たせたものとされている。この傾斜は、エッチン
グ・マスク36とコア/ミラー形成層33fのエッチン
グ選択比に応じて設定されるものである。
As another method, for example, a method of performing anisotropic dry etching via a photoresist whose shape is devised is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-265793. In this method, first, as shown in FIG. 15A, a lower cladding layer 32a and a core / mirror forming layer 32f both made of an organic polymer material are laminated on a substrate 31, and further, a core / mirror forming layer is formed. An etching mask 36 of a photoresist material is formed on the layer 33f. The opening 37 of the etching mask 36 does not expose the underlying core / mirror forming layer 32f on the bottom surface, but has a thickness gradient at a portion where a light reflecting surface is to be formed. This inclination is set according to the etching selectivity between the etching mask 36 and the core / mirror forming layer 33f.

【0009】この状態でたとえば酸素プラズマを用いて
異方性エッチングを行うと、エッチング・マスク36の
膜厚の薄い部分はイオン・スパッタ作用により早く除去
されるので、エッチング・マスク36のエッジが後退
し、開口37は徐々に広がる。これに伴い、下地のコア
/ミラー形成層33fは、(b)図に示されるように表
出した部分から順次除去され始め、最終的には(c)図
に示されるように、垂直端面を有するコア33cと傾斜
端面、すなわち入射側反射面34を有するミラー層33
mとが同時に隣接して形成される。
When anisotropic etching is performed in this state using, for example, oxygen plasma, the thin portion of the etching mask 36 is quickly removed by ion sputtering, so that the edge of the etching mask 36 recedes. Then, the opening 37 gradually widens. Along with this, the underlying core / mirror forming layer 33f starts to be sequentially removed from the exposed portion as shown in FIG. 6B, and finally, as shown in FIG. Layer 33 having a core 33c having an inclined end surface, ie, an incident-side reflecting surface 34
and m are simultaneously formed adjacently.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光反射面の形成方法には改善すべき点がある。
まず、レーザ・アブレージョンあるいはイオン・ビーム
によりコア/ミラー形成層33fを加工する方法では、
基板上の1カ所ずつでしか加工を行うことができないの
で、多数のミラー層の光反射面を形成しようとすると、
多大な時間と労力を要してしまう。一方、エッチング・
マスクを介した異方性ドライエッチングによる方法で
は、基板上において一度に複数カ所での加工が可能とな
るものの、エッチング・マスクの厚み、フォトレジスト
材料の感度、照射光の出力等の条件を厳密に制御するこ
とが必要となり、高い精度と再現性を得ることが難し
い。そこで本発明は、光導波路の入射段および出射段に
精度良く形成された光路屈曲手段を有する新規な光信号
伝送システムと、この光路屈曲手段を一括して精度良く
製造する方法を提供することを目的とする。
However, there is a point to be improved in the above-mentioned conventional method for forming a light reflecting surface.
First, in the method of processing the core / mirror formation layer 33f by laser ablation or ion beam,
Since the processing can be performed only at one place on the substrate, when trying to form the light reflecting surface of many mirror layers,
It takes a lot of time and effort. Meanwhile, etching
In the method using anisotropic dry etching through a mask, processing can be performed at multiple locations on the substrate at one time, but strict conditions such as the thickness of the etching mask, the sensitivity of the photoresist material, and the output of irradiation light are strict. And it is difficult to obtain high accuracy and reproducibility. Therefore, the present invention provides a novel optical signal transmission system having optical path bending means accurately formed at an entrance stage and an output stage of an optical waveguide, and a method for collectively and accurately manufacturing the optical path bending means. Aim.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討を行
った結果、従来の問題はコアとミラー層とを共通の材料
層から同時に作製することに起因しており、これを解決
するためにはまず、コアとは異なる材料でミラー層を構
成することが必要であると考えた。さらに、光信号伝送
システム中ではミラー層がクラッドとも接触しているこ
とから、プロセス上の実現性を考慮すると、ミラー層の
構成材料はクラッドとも異なっていることが事実上必要
である。また、プロセス上の観点から、「異なる材料」
としてはエッチング選択性または現像液溶解性が異なる
材料を使用することが特に実用的であり、これらの性質
の差を利用すれば、ミラー層の端面、すなわち光反射面
をエッチングまたはフォトリソグラフにより自己整合的
に形成可能であると考えられた。本発明は、以上の検討
結果にもとづいて提案されるものである。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the conventional problem is caused by the simultaneous production of the core and the mirror layer from a common material layer. First, it was considered necessary to configure the mirror layer with a material different from that of the core. Furthermore, since the mirror layer is also in contact with the clad in the optical signal transmission system, it is practically necessary that the constituent material of the mirror layer be different from the clad in consideration of the feasibility in the process. Also, from the process point of view, "different materials"
It is particularly practical to use materials having different etching selectivity or developer solubility. If the difference between these properties is used, the end face of the mirror layer, that is, the light reflecting surface is etched or photolithographically used. It was thought that it could be formed consistently. The present invention is proposed based on the above study results.

【0012】すなわち、本発明の光信号伝送システム
は、基板の面内方向に延在される光導波路の入射段およ
び出射段に設けられる光路屈曲手段を、光導波路を構成
するコア部ともクラッド部とも異なる材料を用いて構成
し、かつその端面をコアの端面に対して所定の角度をも
って対向させたものである。
That is, in the optical signal transmission system according to the present invention, the optical path bending means provided at the entrance stage and the exit stage of the optical waveguide extending in the in-plane direction of the substrate may include a clad portion and a core portion constituting the optical waveguide. And a different material, and the end face thereof is opposed to the end face of the core at a predetermined angle.

【0013】かかる光信号伝送システムを製造するに
は、下部クラッド層の上でこれより屈折率の大きいコア
部をパターニングにより形成した後、基体の全面をこの
コア部とも下部クラッド層とも異なる材料層で被覆して
光路屈曲手段形成用の材料層を形成し、前記材料層をパ
ターニングすることにより、前記コア部の端面に対して
所定の角度をもって対向される端面を光反射面として備
える光路屈曲手段を形成し、最後に基体の全面を上部ク
ラッド層で被覆する。
In order to manufacture such an optical signal transmission system, a core portion having a higher refractive index is formed on the lower cladding layer by patterning, and the entire surface of the base is made of a material layer different from the core portion and the lower cladding layer. Forming a material layer for forming an optical path bending means by coating with an optical path bending means, and patterning the material layer to provide an end face facing the end face of the core portion at a predetermined angle as a light reflecting surface. Is formed, and finally the entire surface of the substrate is covered with an upper cladding layer.

【0014】ここで、上記材料層をコア部と下部クラッ
ド層の双方に対してエッチング選択性を有する材料を用
いて形成する場合には、該材料層の上に該コア部の端面
と対向する位置にパターン・エッジを有するエッチング
・マスクを形成し、該材料層を該エッチング・マスクの
直下にアンダカットを生ずるごとくエッチングすること
により光路屈曲手段を形成する。また、上記材料層をコ
ア部および下部クラッド層の双方に対して現像液溶解性
の異なる感光性材料を用いて形成する場合には、選択露
光と現像処理感光性材料層を用いて形成し、該選択露光
と現像処理とを経て光路屈曲手段を形成することができ
る。いずれの方法も、従来のレーザ・アブレージョンや
イオン・ビームを用いる方法と異なり、基板面内で多数
の光反射面の加工を一括して行うことができ、生産性に
優れている。また、傾斜膜厚を有するエッチング・マス
クを介するエッチングに比べて精度および再現性に優れ
ている。
Here, when the material layer is formed by using a material having etching selectivity to both the core portion and the lower cladding layer, the material layer faces the end face of the core portion on the material layer. An optical path bending means is formed by forming an etching mask having a pattern edge at a position and etching the material layer so as to cause an undercut immediately below the etching mask. When the material layer is formed using a photosensitive material having a different developer solubility for both the core and the lower clad layer, the material layer is formed using a selective exposure and development processing photosensitive material layer, The optical path bending means can be formed through the selective exposure and the development processing. All of these methods are different from the conventional methods using laser abrasion or ion beam, and can process a large number of light reflecting surfaces in a substrate surface at a time, and are excellent in productivity. In addition, the precision and reproducibility are superior to the etching through the etching mask having the inclined film thickness.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の光信号伝送システムで
は、光路屈曲手段としてコア部ともクラッド部とも異な
る材料層が用いられる。この材料層の端面は、十分に高
い平滑性を有していればこのまま光反射面として機能す
るが、必要に応じて金属薄膜や誘電体薄膜を被着させて
もよい。この被着は、たとえば蒸着、スパッタリング、
イオン・プレーティングにより行うことができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In an optical signal transmission system according to the present invention, a material layer different from both a core portion and a clad portion is used as an optical path bending means. The end surface of this material layer functions as a light reflecting surface as long as it has sufficiently high smoothness. However, a metal thin film or a dielectric thin film may be applied as necessary. This deposition can be, for example, evaporation, sputtering,
This can be done by ion plating.

【0016】上記光反射面がハーフミラー特性を有し、
上記材料層自身の透明度も十分に高く、かつクラッドに
比べて屈折率が高い場合には、この材料層自身も光導波
路のコア部となり得る。この場合には、光反射面がビー
ム・スプリッタとして機能するので、単一方向に伝搬し
ていた光を直進方向と他の方向とに分岐させることがで
きる。また、ミラー層の出射端にも同様の光反射層が形
成されていれば、ここでも光は直進方向と他の方向とに
分岐されるので、光は直進や反射を繰り返しながら基体
の内部を縦横に伝搬できるようになる。このことは、複
数層の光導波路が基体の厚み方向に積層された光信号伝
送システムの設計の可能性と自由度を大きく高める上で
有利である。
The light reflecting surface has a half mirror characteristic,
When the transparency of the material layer itself is sufficiently high and the refractive index is higher than that of the clad, the material layer itself can also be a core part of the optical waveguide. In this case, since the light reflecting surface functions as a beam splitter, light propagating in a single direction can be split into a straight traveling direction and another direction. Also, if a similar light reflection layer is formed at the exit end of the mirror layer, the light is also branched into the straight direction and the other direction, so that the light repeatedly travels straight and reflected inside the base while repeating. It can be propagated vertically and horizontally. This is advantageous in that the possibility of design and the degree of freedom of an optical signal transmission system in which a plurality of optical waveguides are stacked in the thickness direction of the base are greatly increased.

【0017】ところで、本発明の光導波路を構成するク
ラッド部とコア部に要求される性能としては、透明度が
高く導波損失が少ないこと、屈折率や体積の経時変化が
少ないこと、発光・受光素子のはんだ実装を考慮して耐
熱性に優れること、が挙げられる。光路屈曲手段もコア
部として利用する場合には、該光路屈曲手段を形成する
ための材料層にも同様の性能が要求されるが、コア部と
して利用しない場合には透明度や屈折率の経時変化に関
する要求は特に満たされる必要はない。しかしいずれに
しても、これらクラッド部、コア部、光路屈曲手段を構
成する材料としては、無機材料では石英、有機材料では
エポキシ系やアクリル系等の紫外線硬化樹脂、ポリイミ
ド等の高分子材料を挙げることができる。特に高分子材
料は、コストが低く、低温プロセスによる作製が可能
で、しかも大面積化への対応も容易であるといったメリ
ットを有する。
The performance required for the cladding and core constituting the optical waveguide of the present invention is that transparency is high, waveguide loss is small, refractive index and volume change with time are small, light emission and light reception. Excellent heat resistance in consideration of solder mounting of the element. When the optical path bending means is also used as the core part, the same performance is required for the material layer for forming the optical path bending means. The requirements regarding need not be met in particular. However, in any case, examples of the material constituting the clad portion, the core portion, and the optical path bending means include quartz as an inorganic material, ultraviolet curable resin such as epoxy or acrylic as an organic material, and a polymer material such as polyimide. be able to. In particular, a polymer material has advantages such as low cost, production by a low-temperature process, and easy adaptation to a large area.

【0018】かかる光信号伝送システムを製造する本発
明の方法では、光路屈曲手段の端面である光反射面をエ
ッチングまたはフォトリソグラフィにより形成する。本
発明では、このとき既にコア部の端面は形成されている
ので、光反射面のみを単独に形成すればよく、その分、
自己整合的なプロセスを適用しやすくなる。光路屈曲手
段を上記コアに対してエッチング選択性を有する材料を
用いて形成する場合には、エッチング・マスクの直下に
アンダカットを生ずるごとくエッチングを行う。かかる
エッチングは、エッチング液を用いるウェットエッチン
グ、あるいはプラズマ中のラジカルを主エッチング種と
して利用するドライエッチングにより等方的に行うこと
ができる。あるいは、光路屈曲手段がある種の結晶性や
分子配向性を有している場合には、特定のエッチング液
を用いることにより異方性エッチングを進行させ、自動
的に傾斜面を生成させることもできる。
In the method of the present invention for manufacturing such an optical signal transmission system, the light reflecting surface which is the end face of the optical path bending means is formed by etching or photolithography. In the present invention, since the end face of the core portion has already been formed at this time, only the light reflection surface may be formed alone, and accordingly,
It makes it easier to apply self-aligned processes. When the optical path bending means is formed using a material having etching selectivity with respect to the core, the etching is performed so as to cause an undercut immediately below the etching mask. Such etching can be performed isotropically by wet etching using an etching solution or dry etching using radicals in plasma as main etching species. Alternatively, when the optical path bending means has a certain kind of crystallinity or molecular orientation, anisotropic etching can be advanced by using a specific etching solution to automatically generate an inclined surface. it can.

【0019】一方、フォトリソグラフィにより傾斜面が
形成できるのは、フォトマスクの遮光膜のエッジの下方
へも露光光が回折によりある程度回り込むこと、および
光路屈曲手段形成用の材料層の感度に応じてその層厚方
向に吸収光量の分布が生じ、表層部と深部とでレジスト
反応の進行度が異なることによる。上記材料層の感光特
性は、ポジ型,ネガ型のいずれでもよい。
On the other hand, the inclined surface can be formed by photolithography depending on the fact that the exposure light goes to some extent below the edge of the light-shielding film of the photomask by diffraction and the sensitivity of the material layer for forming the optical path bending means. This is because a distribution of the amount of absorbed light occurs in the thickness direction of the layer, and the progress of the resist reaction is different between the surface layer portion and the deep portion. The photosensitive characteristics of the material layer may be either positive type or negative type.

【0020】なお、上述のエッチングやフォトリソグラ
フィのみでは光反射面となるべき加工面の傾斜が不足す
る場合には、パターニング後の光路屈曲手段を加熱収縮
させて光反射面の傾斜角を所望の値に調節することが有
効である。加熱収縮を想定した場合、光路屈曲手段形成
用の材料層として有機高分子材料を使用することは極め
て有利となる。たとえば、上記材料層をポリイミド層と
すれば、300℃台の温度における加熱により体積収縮
を生じさせることができる。なお、上記の傾斜角は光路
屈曲手段の光反射面と発光素子、受光素子、あるいは基
体の厚み方向に積層された他の光路屈曲手段の光反射面
との位置関係によって適宜設定することができる。ただ
し、他の光導波路への不用な結合やノイズの発生を防止
するためには、基体の厚み方向に伝搬する光は基体の面
内方向に対して垂直であることが好ましく、したがって
上記光反射面の傾斜角は45°もしくはその近傍である
ことが特に好ましい。
When the etching or photolithography alone does not provide a sufficient inclination of the processed surface to become a light reflecting surface, the optical path bending means after patterning is contracted by heating to set the inclination angle of the light reflecting surface to a desired angle. Adjusting to a value is effective. When heat shrinkage is assumed, it is extremely advantageous to use an organic polymer material as the material layer for forming the optical path bending means. For example, if the material layer is a polyimide layer, volume shrinkage can be caused by heating at a temperature on the order of 300 ° C. The inclination angle can be appropriately set according to the positional relationship between the light reflecting surface of the light path bending means and the light reflecting surface of the light emitting element, the light receiving element, or another light path bending means laminated in the thickness direction of the base. . However, in order to prevent unnecessary coupling to other optical waveguides and generation of noise, it is preferable that light propagating in the thickness direction of the base is perpendicular to the in-plane direction of the base. It is particularly preferable that the inclination angle of the surface is 45 ° or near it.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.

【0022】実施例1 ここでは、本発明の光信号伝送システムの最も基本的な
構成について、図1を参照しながら説明する。図1にお
いて、基板1上にはその面内方向に延びる光導波路が形
成されている。この光導波路は、リッジ状のコア3をこ
れより屈折率の低い材料からなるクラッド2で包囲した
ものである。コア3の入射端側と出射端側には、ミラー
層4が配されている。このミラー層4の端面は、たとえ
ば45°の傾斜角θを有する入射側反射面5と出射側反
射面6とされている。
Embodiment 1 Here, the most basic configuration of the optical signal transmission system of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, an optical waveguide extending in the in-plane direction is formed on a substrate 1. In this optical waveguide, a ridge-shaped core 3 is surrounded by a clad 2 made of a material having a lower refractive index. A mirror layer 4 is disposed on the incident end side and the output end side of the core 3. The end faces of the mirror layer 4 are, for example, an incident-side reflecting surface 5 and an outgoing-side reflecting surface 6 having an inclination angle θ of 45 °.

【0023】クラッド2の上には、上記入射側反射面5
に対向する部位に発光素子9、上記と出射側反射面6に
対向する部位に受光素子10がそれぞれ配されている。
上記発光素子9は、発光面を下向きにしてクラッド2上
に装着され、この素子から放出された光は、図中矢印で
示されるようにクラッド2内を垂直に伝搬し、入射側反
射面5で反射されてコア3に入射し、該コア3中を水平
に伝搬した後、出射側反射面6で反射されて再びクラッ
ド2中を垂直に伝搬し、受光素子10に入射する。な
お、図1では上記コア3中を光が直進するように描かれ
ているが、これはあくまでも図示の便宜上のことであっ
て、実際には所定の臨界角の範囲内で入射した光がコア
3とクラッド2との界面で全反射を繰り返しながら伝搬
することは言うまでもない。
On the cladding 2, the incident-side reflecting surface 5 is provided.
The light-emitting element 9 is disposed at a position facing the light-receiving element 10, and the light-receiving element 10 is disposed at a position facing the light-emitting side reflection surface 6.
The light emitting element 9 is mounted on the clad 2 with the light emitting surface facing downward, and the light emitted from this element propagates vertically in the clad 2 as shown by the arrow in the figure, and the incident side reflecting surface 5 The light is then incident on the core 3 and propagates horizontally in the core 3, is reflected on the emission-side reflecting surface 6, propagates vertically again in the clad 2, and is incident on the light receiving element 10. In FIG. 1, light is drawn so as to go straight through the core 3, but this is merely for convenience of illustration, and actually, light incident within a predetermined critical angle It goes without saying that the light propagates while repeating total reflection at the interface between the cladding 3 and the cladding 2.

【0024】実施例2 ここでは、光反射面がハーフミラー特性を備え、ミラー
層自身が光導波路のコア部の機能を兼ねるようになされ
た積層型の光信号伝送システムの一構成例について、図
2を参照しながら説明する。図2は、2層の光導波路が
基体の厚み方向に積層された光信号伝送システムの一例
である。基板11の直上の層である第1層の構成要素は
1層目クラッド12、1層目コア13および1層目ミラ
ー層14であり、その上の第2層の構成要素は2層目コ
ア16、2層目ミラー層17および2層目クラッド18
である。
Embodiment 2 Here, a configuration example of a laminated optical signal transmission system in which a light reflecting surface has a half mirror characteristic and a mirror layer itself also functions as a core portion of an optical waveguide will be described. This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an example of an optical signal transmission system in which two layers of optical waveguides are stacked in the thickness direction of a base. The components of the first layer immediately above the substrate 11 are the first layer clad 12, the first layer core 13, and the first layer mirror layer 14, and the second layer components thereon are the second layer core. 16, second mirror layer 17 and second clad layer 18
It is.

【0025】1層目ミラー層14と2層目ミラー層17
は、1層目クラッド12および2層目クラッド18より
も屈折率が高く、また1層目コア13および2層目コア
16と同様にリッジ状に形成されているので、自身が光
導波路のコアとして機能できるものである。また、その
両端面は傾斜角が一例として45°とされた反射面15
とされている。この反射面15はハーフミラーであり、
入射した光の半分を直進方向、半分を反射により直交方
向に分割する。このようなビーム・スプリット作用およ
びミラー層による導波が光信号伝送システム中の様々な
部分で生ずることにより、異なる層の間での光結合が可
能とされている。
First mirror layer 14 and second mirror layer 17
Has a higher refractive index than the first-layer clad 12 and the second-layer clad 18 and is formed in a ridge shape similarly to the first-layer core 13 and the second-layer core 16. Can function as In addition, both end surfaces of the reflecting surface 15 have an inclination angle of 45 ° as an example.
It has been. This reflection surface 15 is a half mirror,
Half of the incident light is split in the straight direction and half is split in the orthogonal direction by reflection. Such beam splitting and waveguiding by the mirror layers occur in various parts of the optical signal transmission system, thereby enabling optical coupling between different layers.

【0026】実施例3 本実施例では、前掲の図1に示した光信号伝送システム
における入射側反射面5の形成方法について、図3ない
し図7を参照しながら説明し、さらに加熱収縮を併用し
た例について図8ないし図10を参照しながら説明す
る。なお、ここでは入射側反射面5のみを取り上げる
が、出射側反射面6についても形成プロセスは全く同様
であり、かつ同時に形成することができる。まず、シリ
コンやガラス等の材料からなる基板1上に、たとえばポ
リメチルメタクリレートのスピンコートおよび熱処理を
経て下部クラッド層2a、および該下部クラッド層2a
よりも屈折率の高いコア層(図示せず。)をこの順に積
層し、次にこのコア層をパターニングしてコア3を形成
した。このパターニングは、たとえば図示されないメタ
ル・マスクを介したドライエッチングにより行われる。
ここまでの工程を終了した状態を、図3に示す。
Embodiment 3 In this embodiment, a method for forming the incident side reflection surface 5 in the optical signal transmission system shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. Such an example will be described with reference to FIGS. Although only the incident-side reflecting surface 5 is described here, the forming process of the emitting-side reflecting surface 6 is exactly the same and can be formed simultaneously. First, a lower cladding layer 2a and a lower cladding layer 2a are formed on a substrate 1 made of a material such as silicon or glass through spin coating and heat treatment of, for example, polymethyl methacrylate.
A core layer (not shown) having a higher refractive index was laminated in this order, and then the core layer was patterned to form a core 3. This patterning is performed by, for example, dry etching through a metal mask (not shown).
FIG. 3 shows a state in which the steps up to this point have been completed.

【0027】次に、図4に示されるように、たとえばポ
リイミド系樹脂からなるミラー形成層4fを基体の全面
に平坦にスピンコートした。さらに、上記コア3の端部
に対向する位置にパターン・エッジを有するエッチング
・マスク7を形成した。このエッチング・マスク7は、
たとえばAlやTi等の金属膜を用いて形成することが
できる。
Next, as shown in FIG. 4, a mirror forming layer 4f made of, for example, a polyimide resin was flatly spin-coated on the entire surface of the substrate. Further, an etching mask 7 having a pattern edge was formed at a position facing the end of the core 3. This etching mask 7
For example, it can be formed using a metal film such as Al or Ti.

【0028】次に、コア3やクラッド2は浸食せず、ミ
ラー形成層4fのみをエッチングすることが可能なエッ
チング液を用いて該ミラー形成層4fをエッチングし
た。この結果、図5に示されるように、ミラー形成層4
fのうちコア3を被覆する部分が除去されると共に、エ
ッチング・マスク7のパターン・エッジの直下において
アンダカットが形成され、該コア3と対面する入射側反
射面5が形成された。なお、コア3と入射側反射面5の
間の距離は、上記エッチング・マスク7のパターン・エ
ッジとコア3の端面との間の水平距離に応じて調節する
ことができ、この水平距離が広いほど、形成される入射
側反射面5の位置はコア3の端面から遠くなる。本発明
における入射側反射面5の形成はこのように自己整合的
であり、極めて高い精度および再現性をもって行うこと
ができる。
Next, the mirror forming layer 4f was etched using an etchant capable of etching only the mirror forming layer 4f without eroding the core 3 and the clad 2. As a result, as shown in FIG.
The portion of f that covers the core 3 was removed, and an undercut was formed immediately below the pattern edge of the etching mask 7 to form the incident-side reflecting surface 5 facing the core 3. The distance between the core 3 and the incident-side reflecting surface 5 can be adjusted according to the horizontal distance between the pattern edge of the etching mask 7 and the end face of the core 3, and the horizontal distance is wide. As the position increases, the position of the incident-side reflecting surface 5 formed becomes farther from the end face of the core 3. The formation of the incident-side reflecting surface 5 in the present invention is thus self-aligned, and can be performed with extremely high accuracy and reproducibility.

【0029】次に、図6に示されるようにエッチング・
マスク7を剥離した後、基体の全面にたとえばポリメチ
ルメタクリレートのスピンコートおよび熱処理を経て上
部クラッド層2bを平坦に形成した。この上部クラッド
層2bは下部クラッド層2aと同じ材料からなり、該下
部クラッド層2aと共働してコア3を取り囲むクラッド
2を構成するものである。この後、図7に示されるよう
に、上部クラッド層2bの表面であって上記入射側反射
面5に対向する位置に発光素子9を実装し、さらに図示
されない出射端側にも出射側反射面6に対向する位置に
受光素子10を実装し、前掲の図1に示したような光信
号伝送システムを完成させた。
Next, as shown in FIG.
After the mask 7 was peeled off, the upper clad layer 2b was formed flat on the entire surface of the substrate through, for example, spin coating of polymethyl methacrylate and heat treatment. The upper cladding layer 2b is made of the same material as the lower cladding layer 2a, and forms the cladding 2 surrounding the core 3 in cooperation with the lower cladding layer 2a. Thereafter, as shown in FIG. 7, the light-emitting element 9 is mounted on the surface of the upper cladding layer 2b at a position facing the incident-side reflecting surface 5, and further on the emitting end (not shown). The light receiving element 10 was mounted at a position opposing the optical signal 6, and the optical signal transmission system as shown in FIG. 1 was completed.

【0030】ところで、上記エッチングによって形成さ
れる入射側反射面の傾斜角は、ミラー層4の加熱収縮に
より調節することもできる。すなわち、図8に示される
ように、エッチング・マスク7のパターン・エッジ直下
のアンダカットが少なく、傾斜角が所望の値よりも大き
い入射側反射面5aが得られた場合、ミラー形成層4f
の構成材料によってはこれを加熱収縮させ、図9に示さ
れるように該傾斜角を所望の値に調整することが可能で
ある。この後、図10に示されるように、上部クラッド
層2bで基体の表面を平坦化すればよい。なお、上記の
加熱は、エッチング・マスク7を構成する金属による汚
染や焼き付きを防止するために、エッチング・マスク7
を除去してから行うことが望ましい。
Incidentally, the inclination angle of the incident-side reflecting surface formed by the above-mentioned etching can be adjusted by heating and shrinking the mirror layer 4. That is, as shown in FIG. 8, when the undercut immediately below the pattern edge of the etching mask 7 is small and the incident-side reflecting surface 5a having a larger inclination angle than the desired value is obtained, the mirror forming layer 4f
Depending on the constituent material, it can be heated and shrunk, and the tilt angle can be adjusted to a desired value as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 10, the surface of the base may be flattened with the upper cladding layer 2b. Note that the above-described heating is performed to prevent contamination and burn-in by the metal constituting the etching mask 7.
It is desirable to carry out after removing.

【0031】実施例4 ここでは、ミラー形成層4fを感光性高分子材料を用い
て形成し、入射側反射面5をフォトリソグラフィと現像
処理で形成する方法について、図11および図12を参
照しながら説明する。まず、図11に示されるように、
ミラー形成層4fの形成までを上述の実施例3と同様に
行った。ただし、ここで使用したミラー形成層4fの構
成材料は、ネガ型の感光性樹脂である。次に、フォトマ
スクPMを介してミラー形成層4fの一部をたとえばg
線を用いて選択的に露光した。このフォトマスクPM
は、透明なマスク基板21上にたとえばCr膜からなる
遮光膜22が所定のパターンをもって形成されたもので
あり、該遮光膜22はミラー層4の形成予定領域以外の
部位を覆っている。なおこのときの露光は、コンタクト
露光でもプロキシミティ露光でもよい。
Embodiment 4 Here, a method of forming the mirror forming layer 4f using a photosensitive polymer material and forming the incident side reflection surface 5 by photolithography and development processing will be described with reference to FIGS. I will explain it. First, as shown in FIG.
The steps up to the formation of the mirror forming layer 4f were performed in the same manner as in Example 3 described above. However, the constituent material of the mirror forming layer 4f used here is a negative photosensitive resin. Next, a part of the mirror forming layer 4f is, for example, g
It was selectively exposed using a line. This photo mask PM
Is a light-shielding film 22 made of, for example, a Cr film formed on a transparent mask substrate 21 in a predetermined pattern. The light-shielding film 22 covers portions other than the region where the mirror layer 4 is to be formed. The exposure at this time may be contact exposure or proximity exposure.

【0032】次に、アルカリ現像液を用いて現像を行っ
たところ、光化学的な架橋反応により不溶化した露光部
のみがミラー層4として残り、図12に示されるように
入射側反射面5が形成された。この入射側反射面5は、
遮光膜22のパターン・エッジの内側に若干入り込んで
いるが、これは該パターン・エッジで発生する回折光の
影響である。ミラー形成層4fの膜厚が大きい場合に
は、該ミラー形成層4fの深部を十分な光量をもって露
光するために、斜め露光を行うことも有効である。この
後、実施例3と同様に上部クラッド層2bを形成し、さ
らにこの上部クラッド層2bの上に発光素子9と受光素
子の10を実装し、前掲の図1に示したような光信号伝
送システムを完成させた。
Next, when development was carried out using an alkali developing solution, only the exposed portions insolubilized by the photochemical crosslinking reaction remained as the mirror layer 4, and the incident side reflection surface 5 was formed as shown in FIG. Was done. This incident side reflection surface 5 is
The light slightly enters the inside of the pattern edge of the light-shielding film 22, which is due to the effect of diffracted light generated at the pattern edge. When the thickness of the mirror forming layer 4f is large, it is effective to perform oblique exposure in order to expose a deep portion of the mirror forming layer 4f with a sufficient amount of light. Thereafter, the upper cladding layer 2b is formed in the same manner as in the third embodiment, and the light emitting element 9 and the light receiving element 10 are mounted on the upper cladding layer 2b, and the optical signal transmission as shown in FIG. Completed the system.

【0033】なお、上記ミラー形成層4fの構成材料と
してポジ型の感光性樹脂を使用する場合には、図11に
示したものとは相補的な遮光膜22のパターンを有する
フォトマスクPMを用いて露光を行うことにより、同様
のミラー層4を形成することができる。このとき、ミラ
ー形成層4fの表層部で光吸収量が多くなり、深部で少
なくなるような条件で露光を行うことにより、入射側反
射面5に所望の傾斜角を与えることができる。また、上
記フォトリソグラフィおよび現像処理を経た後に得られ
る入射側反射面5の傾斜角が目標とする値よりも大きく
なった場合には、実施例3で上述したように加熱収縮に
より傾斜角を調整してもよい。
When a positive photosensitive resin is used as a constituent material of the mirror forming layer 4f, a photomask PM having a pattern of a light shielding film 22 complementary to that shown in FIG. 11 is used. By performing the exposure, the same mirror layer 4 can be formed. At this time, a desired inclination angle can be given to the incident side reflection surface 5 by performing the exposure under such a condition that the light absorption amount increases in the surface portion of the mirror forming layer 4f and decreases in the deep portion. Further, when the inclination angle of the incident side reflection surface 5 obtained after the photolithography and development processing becomes larger than a target value, the inclination angle is adjusted by heat shrinkage as described in the third embodiment. May be.

【0034】以上、本発明を4例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではなく、光導波路やミラー形成層の構成材料、こ
れらの加工方法、光導波路の積層数等の細部については
適宜変更、選択、組合せが可能である。
Although the present invention has been described based on the four embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and the constituent materials of the optical waveguide and the mirror forming layer, and the processing methods thereof are described. Details such as the number of stacked optical waveguides can be appropriately changed, selected, and combined.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、光路屈曲手段の光反射面を優れた精度、再
現性をもって形成することができる。このため、面発光
素子や面受光素子を用い、光路の一部において基体の厚
み方向に光を伝搬させる必要がある光信号伝送システム
を高い生産性をもって製造することが可能となる。した
がって、本発明は様々な電子機器における信号配線の高
速・高密度化の間接的支援となるものであり、その産業
上の価値は極めて大きい。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the light reflecting surface of the optical path bending means can be formed with excellent accuracy and reproducibility. For this reason, it becomes possible to manufacture an optical signal transmission system which needs to propagate light in a thickness direction of a base in a part of an optical path using a surface light emitting element or a surface light receiving element with high productivity. Therefore, the present invention is an indirect support for high-speed and high-density signal wiring in various electronic devices, and its industrial value is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光信号伝送システムの一構成例を示す
模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing one configuration example of an optical signal transmission system of the present invention.

【図2】光導波路を複数層積層した本発明の光信号伝送
システムの一構成例を示す模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one configuration example of an optical signal transmission system of the present invention in which a plurality of optical waveguides are stacked.

【図3】図1の光信号伝送システムの製造方法におい
て、下部クラッド層上でコアをパターニングした状態を
示す模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state where a core is patterned on a lower cladding layer in the method of manufacturing the optical signal transmission system of FIG.

【図4】図3の基体の全面をミラー形成層で平坦化し、
ミラー形成領域をほぼ被覆するエッチング・マスクを形
成した状態を示す模式的断面図である。
FIG. 4 is a plan view of the entire surface of the substrate shown in FIG.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which an etching mask almost covering a mirror forming region is formed.

【図5】図4のミラー形成層をエッチングした状態を示
す模式的断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state where a mirror forming layer of FIG. 4 is etched.

【図6】図5のエッチング・マスクを除去した状態を示
す模式的断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state where the etching mask of FIG. 5 is removed.

【図7】図6の基体の表面を上部クラッド層で平坦化
し、光導波路を完成させた状態を示す模式的断面図であ
る。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the surface of the substrate of FIG. 6 is flattened by an upper clad layer to complete an optical waveguide.

【図8】ミラー形成層のエッチングにおいてアンダカッ
トが少ない状態を示す模式的断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state where undercut is small in etching of a mirror forming layer.

【図9】図8のミラー層を加熱収縮させた状態を示す模
式的断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a state where the mirror layer of FIG. 8 is contracted by heating.

【図10】図9の基体の表面を上部クラッド層で平坦化
し、光導波路を完成させた状態を示す模式的断面図であ
る。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the surface of the substrate of FIG. 9 is flattened by an upper cladding layer to complete an optical waveguide.

【図11】感光性を有するミラー形成層に対してフォト
マスクを介した選択露光を行っている状態を示す模式的
断面図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a state in which selective exposure is performed on a mirror forming layer having photosensitivity via a photomask.

【図12】図11のミラー形成層を現像してミラー層を
形成した状態を示す模式的断面図である。
12 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the mirror layer of FIG. 11 is developed to form a mirror layer.

【図13】従来の光信号伝送システムの一構成例を示す
模式的断面図である。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing one configuration example of a conventional optical signal transmission system.

【図14】レーザ・アブレージョンにより反射面を形成
する従来の光信号伝送システムの製造プロセスにおい
て、(a)図はミラー形成層を形成した状態、(b)図
は入射側反射面の形成の途中状態、(c)図は入射側反
射面の形成が終了した状態をそれぞれ表す模式的断面図
である。
FIGS. 14A and 14B show a manufacturing process of a conventional optical signal transmission system in which a reflection surface is formed by laser abrasion; FIG. 14A shows a state in which a mirror forming layer is formed; FIG. 3C is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the formation of the incident-side reflection surface has been completed.

【図15】エッチングにより反射面を形成する従来の光
信号転送システムの製造プロセスにおいて、(a)図は
ミラー形成層の上に片テーパ状の開口を有するエッチン
グ・マスクを形成した状態、(b)図は入射側反射面の
形成の途中状態、(c)図は入射側反射面の形成が終了
した状態をそれぞれ表す模式的断面図である。
FIG. 15A shows a state in which an etching mask having a one-sided tapered opening is formed on a mirror forming layer in a manufacturing process of a conventional optical signal transfer system in which a reflecting surface is formed by etching, and FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the incident-side reflecting surface is being formed, and FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11…基板 2…クラッド 2a…下部クラッド層
2b…上部クラッド層 3…コア 4,4s…ミラー層 5,5a…入射側反射
面 6…出射側反射面 7…エッチング・マスク 9…発光素子 10…受光素
子 12…1層目クラッド 13…1層目コア 14…
1層目ミラー 15…反射面 16…2層目コア 17
…2層目ミラー層 18…2層目クラッド 19…受光
素子 PM…フォトマスク
1, 11 substrate 2 clad 2a lower clad layer 2b upper clad layer 3 core 4, 4s mirror layer 5, 5a incident-side reflecting surface 6 outgoing-side reflecting surface 7 etching mask 9 light-emitting element DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light receiving element 12 ... 1st layer clad 13 ... 1st layer core 14 ...
First-layer mirror 15 Reflecting surface 16 Second-layer core 17
… Second layer mirror layer 18… Second layer clad 19… Light receiving element PM… Photomask

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04B 10/02

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コア部と該コア部を包囲するクラッド部
とからなり、基板上にて該基板の面内方向に延在される
光導波路と、 前記クラッド部も含めた基体の厚み方向に光を入射させ
るための発光素子と、 前記発光素子からの光の進行方向を曲げ前記光導波路へ
入射させるための入射側の光路屈曲手段と、 前記光導波路から出射した光の進行方向を前記クラッド
部も含めた基体の厚み方向に曲げる出射側の光路屈曲手
段と、 前記出射側の光路屈曲手段による反射光を受光するため
の受光素子とを備えた光信号伝送システムであって、 前記光路屈曲手段は、前記コア部とも前記クラッド部と
も異なる材料層からなり、該材料層の端面が前記コアの
端面に対して所定の傾斜角をもって対向される光反射面
とされたものであることを特徴とする光信号伝送システ
ム。
An optical waveguide comprising a core portion and a cladding portion surrounding the core portion, the optical waveguide extending on the substrate in an in-plane direction of the substrate; and a thickness direction of a base including the cladding portion. A light emitting element for injecting light, an optical path bending means on an incident side for bending a traveling direction of light from the light emitting element and injecting the light into the optical waveguide, and a cladding for a traveling direction of light emitted from the optical waveguide. An optical path bending means on the emission side that bends in the thickness direction of the base including the portion, and a light receiving element for receiving light reflected by the optical path bending means on the emission side, wherein the optical path bending is performed. The means is made of a material layer different from the core portion and the clad portion, and the end surface of the material layer is a light reflecting surface facing the end surface of the core at a predetermined inclination angle. Koshin Transmission system.
【請求項2】 前記光反射面がハーフミラー特性を有
し、前記材料層自身も前記クラッド部に包囲されること
により光導波路のコア部として機能するようになされた
ことを特徴とする請求項1記載の光信号伝送システム。
2. The optical waveguide according to claim 1, wherein the light reflecting surface has a half mirror characteristic, and the material layer itself also functions as a core of the optical waveguide by being surrounded by the cladding. 2. The optical signal transmission system according to 1.
【請求項3】 前記コア部、前記クラッド部、および前
記材料層がいずれも高分子材料からなることを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載の光信号伝送システ
ム。
3. The optical signal transmission system according to claim 1, wherein the core, the clad, and the material layer are all made of a polymer material.
【請求項4】 下部クラッド層の上にこれより屈折率の
大きいコア部をパターニングにより形成する第1工程
と、 基体の全面を前記コア部および前記下部クラッド層の双
方に対してエッチング速度または現像液溶解性の異なる
光路屈曲手段形成用の材料層で被覆する第2工程と、 前記材料層をパターニングすることにより、前記コア部
の端面に対して所定の角度をもって対向される端面を光
反射面とする光路屈曲手段を形成する第3工程と、 基体の全面を上部クラッド層で被覆することにより埋込
型の光導波路を形成する第4工程とを有することを特徴
とする光信号伝送システムの製造方法。
4. A first step of forming a core portion having a higher refractive index on the lower clad layer by patterning, and etching or developing the entire surface of the substrate with respect to both the core portion and the lower clad layer. A second step of coating with a material layer for forming an optical path bending means having a different liquid solubility, and patterning the material layer so that an end face facing the end face of the core at a predetermined angle is a light reflecting surface. A third step of forming an optical path bending means, and a fourth step of forming a buried optical waveguide by covering the entire surface of the substrate with an upper cladding layer. Production method.
【請求項5】 前記第3工程を終了後、前記光路屈曲手
段を加熱収縮させることにより前記光反射面の傾斜角を
調節することを特徴とする請求項4記載の光信号伝送シ
ステムの製造方法。
5. The method for manufacturing an optical signal transmission system according to claim 4, wherein after the third step is completed, the inclination angle of the light reflecting surface is adjusted by heating and contracting the optical path bending means. .
【請求項6】 前記第3工程では、前記コア部および前
記下部クラッド層の双方に対してエッチング選択性を有
する材料を用いて前記光路屈曲手段形成用の材料層を形
成すると共に、該材料層の上において該コア部の端面と
対向する位置にパターン・エッジを有するエッチング・
マスクを形成し、該材料層を該エッチング・マスクの直
下にアンダカットを生ずるごとくエッチングすることに
より前記光路屈曲手段を形成し、しかる後に該エッチン
グ・マスクを除去することを特徴とする請求項4または
請求項5に記載の光信号伝送システムの製造方法。
6. In the third step, a material layer for forming the optical path bending means is formed using a material having etching selectivity to both the core portion and the lower clad layer, and the material layer is formed. Etching having a pattern edge at a position facing the end face of the core portion on
5. The method according to claim 4, wherein the optical path bending means is formed by forming a mask and etching the material layer so as to cause an undercut immediately below the etching mask, and thereafter removing the etching mask. A method for manufacturing the optical signal transmission system according to claim 5.
【請求項7】 前記第3工程では、前記コア部および前
記下部クラッド層の双方に対して現像液溶解性の異なる
感光性材料を用いて前記光路屈曲手段形成用の材料層を
形成し、選択露光と現像処理とを経て該光路屈曲手段を
形成することを特徴とする請求項4または請求項5に記
載の光信号伝送システムの製造方法。
7. In the third step, a material layer for forming the optical path bending means is formed by using a photosensitive material having a different solubility in a developing solution for both the core portion and the lower clad layer. The method for manufacturing an optical signal transmission system according to claim 4, wherein the optical path bending means is formed through exposure and development processing.
【請求項8】 前記下部クラッド層、前記コア部、前記
上部クラッド層、前記光路屈曲手段をいずれも高分子材
料を用いて形成することを特徴とする請求項4記載の光
信号伝送システムの製造方法。
8. The optical signal transmission system according to claim 4, wherein said lower cladding layer, said core portion, said upper cladding layer, and said optical path bending means are all formed of a polymer material. Method.
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