ハイブリッド光デバイスの組み立て方法
【課題】 能動部品が放出する熱を散逸させ、能動部品の光軸を受動部品の光ガイドとアライメントすることができる、ハイブリッド光デバイスの組み立て方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、能動部品に光学的に結合されシリカ基板上のシリカ層内に作製された受動部品を含み、前記層および基板がこのようにしてシリカオンシリカ構造を形成するハイブリッド光デバイスの組み立て方法に関する。この方法は、良好な熱伝導性および能動部品の熱膨張率と類似の熱膨張率を有する中間エレメントを作製すること、能動部品を中間エレメント上に固定すること、および能動部品が空洞の内部に存在し受動部品に光学的に結合されるように、シリカオンシリカ構造内に空洞を形成し、この構造上に中間エレメントを固定することからなることを特徴とする。
【解決手段】 本発明は、能動部品に光学的に結合されシリカ基板上のシリカ層内に作製された受動部品を含み、前記層および基板がこのようにしてシリカオンシリカ構造を形成するハイブリッド光デバイスの組み立て方法に関する。この方法は、良好な熱伝導性および能動部品の熱膨張率と類似の熱膨張率を有する中間エレメントを作製すること、能動部品を中間エレメント上に固定すること、および能動部品が空洞の内部に存在し受動部品に光学的に結合されるように、シリカオンシリカ構造内に空洞を形成し、この構造上に中間エレメントを固定することからなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド光デバイスの組み立て方法に関する。ハイブリッド光デバイスとは、受動部品に光学的に結合された能動光電子部品を含む素子と定義される。この素子は、複数の光ファイバが接続できる光モジュール内に収納するようになっている。
【０００２】
【従来の技術】従来技術において既にハイブリッド光デバイスが作製されている。具体的には、共にシリコン基板３に支持される、シリカを材料とする受動部品１と、たとえばレーザまたは光増幅器型の光電子部品２とを含む図１Ａの斜視略図に示すような素子が存在する。
【０００３】実際には、受動部品１は、シリコン基板３上に連続する三つのシリカ層６、７、８を重ねることにより作製される。第二のシリカ層７は個別の形態にエッチングされ、受動部品１の光ガイドを構成する。図１Ａに示す例ではこのガイドは直線であるが、他の形状とすることもできる。いずれにせよ、ガイドが果たすべき機能によって一切が決まる。また、この第二のシリカ層７は、他の二つの層６および８の屈折率よりも高い屈折率を有するように作製される。したがって、第二層７は光ファイバのコアと等価であり、一方、他の二つの層６および８は、この光ファイバのクラッドに等しい。
【０００４】受動部品を形成するシリカ層６、７、８と、シリコン基板３とで構成されるアセンブリを一般に、シリカオンシリコン構造と呼び、ＳｉＯ2／Ｓｉと記す。
【０００５】シリカ層６、７、８内のシリコン基板３の近くに収納部５が規定される。すると、光電子部品２は、その光軸９が受動部品１の光ガイド７とアライメントされるように、この収納部５の内部に設置される。
【０００６】能動部品２の光軸９と受動部品１の光ガイド７の位置合わせは、高精度、すなわち約１ミクロン（１μｍ＝１０-6メートル）以下でなければならない。そのためには空洞５は、図１Ｂの横断面図に示すように、光電子部品２をその位置に固定することができる構造を有さなければならない。この図では、空洞５は、能動部品の形状に一致するように段５１を含む。さらに空洞５の寸法は１ミクロン以下の精度で規定される。また、はんだ点Ｓにより、空洞の底部に能動部品２を固定することができる。
【０００７】図１Ｂに示す矢印は、光電子部品２から放出される熱量が排出される方向を示す。
【０００８】この種のハイブリッド光素子は、とくにＩ．Ｋｉｔａｚａｗａ他の文献「Thermal resistance and soldering stress analyses on LD-mount-structures forplanar lightwave circuits」、ＩＯＯＣ’９５、ＦＡ３−５、ｐｐ２６−２９で言及された。
【０００９】しかしながらこの種のハイブリッド光素子の使用はきわめて限られている。これは主に、シリコンがシリカの熱膨張率とは非常に異なる熱膨張率を有することによる。その結果、４００℃から１４００℃の温度でシリコン基板上に連続シリカ層６、７、８を付着させ、全体を周囲温度まで冷却させた後に得られるシリカオンシリコン構造は、非常に変形した湾曲形状を有する。この変形により応力が発生し、種々のシリカ層内を伝播する。
【００１０】直線ガイドを作製しようとする時にはこれらの応力は邪魔にはならない。一方、たとえばパワーディバイダ、すなわち３ｄＢ損失カプラなど、他の種類の受動部品を作製しようとする場合には、これらの応力は大きな欠点となる。
【００１１】事実、光偏光は光ファイバの中を回転する。光ファイバから出た光が３ｄＢカプラに注入されると、偏光の如何に関わらず光出力を分配することができる部品を持つことが重要である。シリカ層内で発生する応力により、このようなカプラの受動的機能が偏光に感応するようになり、その結果、この種の受動部品が正しく動作することができなくなる。
【００１２】図１Ｃに示すこの問題に対する解決方法は、溶解シリカ、すなわち非晶質シリカ製の支持体３を使用することから成る。その場合これをシリカオンシリカ構造と呼び、ＳｉＯ2／ＳｉＯ2と記す。この例では、略図で示す受動部品はカプラＣである。この場合、基板３、およびカプラＣを規定するシリカ層はきわめて近い熱膨張係数を有し、その結果、シリカ層内では応力は一切発生しない。したがって受動部品は偏光に感応しない。
【００１３】このような解決方法はたとえば、Ｓ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ他の文献「Prospects for silica and glass-based IO components」、ＥＣＩＯ’９５、ＷｅＡ３、ｐｐ３０９−３１４において記述されている。
【００１４】しかしながら、溶解シリカはシリコンとは異なり粗悪なヒートシンクである。ところで、ハイブリッド光素子を作製する場合には、光電子部品が放出する熱量を排出できることが必要である。
【００１５】したがって解決すべき問題は、ハイブリッド光素子、すなわち相互に光学的に結合されている能動部品と受動部品とを含む素子を、溶解シリカ基板上に作製することができる手段を見出すことにある。
【００１６】この問題を解決するために考えられる第一の方法を図２Ａの横断面の略図に示す。この方法は、能動部品２が放出する熱量を散逸することができるシリコン支持体４で前記能動部品を被覆することから成る。放出される熱量の排出方向を図２Ａで矢印で示す。
【００１７】しかしながらこの方法は大きな欠点を有するため、最適ではない。実際、熱量の排出は能動部品２を通して行われるため、能動部品の動作は非常に妨害される。さらに、光電子部品の品質が大きく低下し、その寿命が著しく短くなる。
【００１８】さらに、この場合、シリコン支持体４の保持手段が規定されていない。場合によっては、接着により支持体をシリカオンシリカ構造に固定することができる。いずれにせよ、この支持体は能動部品と受動部品の位置合わせには寄与しない。前述し、図１Ａおよび図１Ｂに対応する従来技術における場合と同様、この位置合わせが可能であるのは専ら空洞５の形状およびはんだ点Ｓによるものである。
【００１９】光電子部品を通して熱量の排出が行われるのを回避するための別の方法は、図２Ｂに示すような前記部品を反転させることにあると思われる。実際、この場合、熱量は、能動部品２を通過することなく、シリコン支持体４側に最も短い経路から排出される。シリコン支持体４は熱通路の役割を果たす。
【００２０】光電子部品２の後面２ａは、能動的機能９に関係なく研磨により±１０μmの精度で薄くされる。熱通路４は、光電子部品２の光軸９側に取り付けられる。このような熱通路はヒートシンクの機能を果たすだけである。さらに、場合によっては、熱通路によりチップ２をカプセル化することもできる。しかし、位置合わせ機能は光電子部品の後面２ａの薄膜化のための大きい公差（±１０μm）とは相容れないことから、熱通路が、受動部品１の光ガイドに対する能動部品２の光軸９の良好な位置合わせに寄与することは有り得ない。結果として、この第二の方法も採用することができない。
【００２１】従来技術では、図２Ｃの略縦断面図で示す別の種類のハイブリッド光デバイスも提案された。このデバイスは、光電子部品２と、熱通路、すなわちシリコン「ブリッジ」４と、少なくとも一つの受動部品がその上に作製されるシリカオンシリコン構造１０とを含む。この構造１０は、シリカオンシリカ構造とすることもできる。
【００２２】この場合、シリコンブリッジ４は、ヒートシンクの役割と、能動部品２とシリカオンシリコン構造１０とに共通な支持体の役割とを同時に果たす。したがって、これら二つの種類の部品を支持するためには、ブリッジ４の面積は比較的大きくなければならない。すなわち、通常、０．１ｃｍ2よりも大きくなければならない。この面積は数ｃｍ2に達することがある。シリカオンシリコン構造１０は、支持点ＡおよびＢの２点でブリッジ４上に固定される。この二つの支持点ＡとＢの間の距離は、構造１０の寸法と同規模である。したがってこの距離は比較的大きく、１ｍｍから数ｃｍである。
【００２３】この大きな距離により、−４０℃から＋８５℃まで変化する可能性のある温度で行われる通信の標準的使用中に、支持点ＡおよびＢのレベルでせん断の問題が発生する。実際にはこれらせん断の問題は、シリカオンシリコン構造１０またはシリカオンシリカ構造のシリカとシリコンブリッジ４との間の熱膨張率の差によるものである。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、能動部品が放出する熱を散逸させるとともに、前記能動部品の光軸を受動部品の光ガイドとアライメントすることができるシリコンの支持体を使用するハイブリッド光デバイスの組み立て方法を提供することにより所載の欠点をすべて解消することができる。
【００２５】
【課題を解決するための手段】より詳細には本発明は、能動部品に光学的に結合されシリカ基板上のシリカ層内に作製される受動部品を含み、前記層および基板がこのようにしてシリカオンシリカ構造を形成する、ハイブリッド光デバイスの組み立て方法であって、− 良好な熱伝導性、および能動部品の熱膨張率と同様の熱膨張率を有する中間エレメントを作製すること、− 能動部品を中間エレメント上に固定すること、および− 能動部品が空洞の内部に存在し受動部品に光学的に結合されるように、シリカオンシリカ構造内に空洞を形成し、この構造上に中間エレメントを固定することからなることを特徴とする方法に関する。
【００２６】本発明の別の特徴によれば、本発明はさらに、第一種のストッパを能動部品の目印に対向して位置決めし、第二種のストッパをシリカオンシリカ構造のマーキングに対向して位置決めするように、ストッパを中間エレメント上に、目印を能動部品上に、マーキングをシリカオンシリカ構造上に作製することから成る。
【００２７】本発明の別の特徴によれば、中間エレメントはシリコンで作製される。
【００２８】本発明の別の対象は、シリカ基板上のシリカ層内に作製された受動部品に光学的に結合された能動部品を含み、前記層および基板がこのようにしてシリカオンシリカ構造を形成するハイブリッド光デバイスであって、さらに、良好な熱伝導性、および能動部品の熱膨張率と同様の熱膨張率を有する中間エレメントと、シリカオンシリカ構造内に穿口された空洞とを含み、能動部品が空洞の内部に存在し受動部品に光学的に結合されるように、中間エレメントが能動部品とシリカオンシリカ構造の双方に対して組み付けられることを特徴とするデバイスである。
【００２９】本発明の別の特徴によれば、中間エレメントは、能動部品上に位置する目印および、シリカオンシリカ構造上に位置するマーキングに対向して位置決めすることのできるストッパを含む。
【００３０】本発明の別の特徴によれば、中間エレメントはシリコンで作製される。
【００３１】本発明の別の特徴によれば、中間エレメントは小さい寸法を有し、その面積は能動部品の面積よりかろうじて大きい。
【００３２】本発明の別の特徴によれば、中間エレメントは１ｍｍ2未満の面積を有し、シリカオンシリカ構造（１００）は１ｍｍ2を超える面積を有する。
【００３３】本発明の別の特徴によれば、能動部品は空洞内に「表が外側」になるように取り付けられる。
【００３４】本発明の別の特徴によれば、空洞は貫通しておらず、能動部品のカプセル化に寄与するように、中間エレメントはこの空洞の上側に配置される。
【００３５】本発明によるハイブリッド光デバイスは、とくに、溶解シリカ基板のコストが安いこと、および偏光に感応しない部品を主とする光学システムの設計にこの基板を使用することによって生じる著しい単純化により、多くの長所を有する。
【００３６】さらに、本発明による組み立て方法は、ＴＲＤ（送受信装置）型の接続部品の製造、またはスイッチングに適用することができる。これら二種類の適用例、すなわちＴＲＤ型部品およびスイッチングに関する長所は、本発明による方法では平面型素子を使用することから、大量生産に適合すること、ならびに偏光に感応せず、したがってインライン回路の簡略化が可能なシリカオンシリカ部品を使用することによるものである。さらに、構造上の光電子部品の密度が高いスイッチングの適用例の場合には、ヒートシンクはきわめて重要である。
【００３７】本発明の他の特徴および長所は、添付の図面を参照して非限定的な例として行う説明を読めば明らかになるであろう。
【００３８】
【発明の実施の形態】図３は本発明によるハイブリッド光素子の構造を示す図であり、これにより、素子が組み立てられている様子をよりよく理解することができる。このハイブリッド光素子は、たとえばレーザまたは光増幅器型であってチップとも呼ばれる能動光電子部品２と、直線光ガイド、または３ｄＢカップラ、またはその他の型の受動部品１とを含む。
【００３９】受動部品１は、溶解シリカ基板３上にシリカ層６、７、８を連続して重ねる知られている方法により作製される。中間の層７は受動部品のコアを形成し、作製すべき光ガイドに応じて個別の形態にエッチングされる。他の二つの層６および８は、受動部品のクラッドを構成する。溶解シリカ基板により、シリカ層６、７、８内に応力が形成されるのを防止することができ、結果として、偏光に感応しない高品質な受動部品を得ることができる。以下の説明では、受動部品１とシリカ基板３とで構成されるアセンブリを、シリカオンシリカ構造と呼び、符号１００で示す。
【００４０】変形実施形態では、受動部品のコア７は、チッ化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）層内に作製することもできる。
【００４１】光電子部品２を収納するために、シリカオンシリカ構造１００内、すなわち連続するシリカ層６、７、８、および場合によっては基板３内に空洞５が設けられる。この空洞５は貫通していなくても貫通していてもよい。この空洞が貫通されるか貫通されていないかは、製造コストおよび能動部品２のカプセル化の必要によって決まることが多い。光電子部品２は、その光軸９が受動部品１の光ガイド７とアライメントされるように、空洞５内に挿入されるようになっている。
【００４２】光電子部品２は、たとえばエピタキシにより通常の方法で作製され、出力が１ｍＷから２００ｍＷである、ＧａＩｎＡｓＰオンＩｎＰ型レーザである。レーザ２は、空洞５内に挿入する前に、放出された熱を散逸させるための中間エレメント４上にたとえばはんだにより固定される。この中間エレメントの寸法は比較的小さく、その面積は、空洞５の面積、すなわち能動部品２の面積よりかろうじて大きいだけである。チップ２は「表が外側」になるように空洞５に挿入される。一方、中間エレメント４上ではチップは「表が内側」になるように設置され、これを「フリップチップ」マウンティングによりこの素子に取り付けられるとも言う。
【００４３】また、レーザ２の光軸９を受動部品１の光ガイド７に対しアライメントすることができるようにするためには、レーザ２ならびに受動部品１に対しヒートシンク４をきわめて正確に位置決めできることが必要である。そのために、中間エレメント４上および能動部品２および受動部品１上にストッパまたは目印を作製する。これらの目印はたとえば、リソグラフィー、ＲＩＥ（「ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）エッチング、あるいはその他のエッチング方法により作製される。
【００４４】したがって、図３には図示しないストッパは、たとえばレーザ２の前側表面２ｂ上に設けた目印２１に対向するように位置決めされるように、ヒートシンク４の下面上に作製される。同様にストッパ４１は、マーキングに対向するように位置決めされるか、あるいはシリカオンシリカ構造１００の上面上に設けた図３の例に示すような凹み１１内に位置決めされるように、ヒートシンク４の下面上に設けられる。
【００４５】中間エレメント４はレーザ２と受動部品１を基準として位置決めされ、能動部品と受動部品は、遷移の理由から、互いに相手を基準として位置決めされる。
【００４６】レーザ２の目印２１に対するヒートシンクのストッパの位置決めは、１ミクロン未満ときわめて正確に行われる。
【００４７】同様に、ヒートシンクのストッパ４１は、構造１００のマーキング１１に対し１ミクロン未満のきわめて高い精度で位置決めすることができるように作製される。
【００４８】図３に示す例では、レーザ２の目印２１はレーザの光軸９とアライメントされ、受動部品１の目印１１はシリカ光ガイド７とアライメントされ、最後に、中間エレメント４の二種類のストッパはそれぞれ、レーザの目印と受動部品の目印とアライメントされる。もちろんこれらストッパおよび目印の位置は一例にすぎない。これらのストッパおよび目印により、ヒートシンク４を基準として能動部品および受動部品を固定し、相互にアライメントすることができるので、これらのストッパおよび目印は別の方法で設置することもできる。
【００４９】受動部品１の光ガイド７は、単純化のため、図３では直線で示してあるが、より複雑な形態とすることもでき、具体的にはたとえば３ｄＢカプラとすることができる。
【００５０】図４は、図３のハイブリッド光素子の略縦断面図である。同一の素子を示すために、図３と同じ符号を使用している。受動部品１はシリカ層６、７、８の積み重ねによって作製される。受動部品は、所望寸法にエッチングされ、クラッド層６および８に埋め込まれたコア７すなわち光ガイドを含む。この例では、受動部品のシリカ層内および基板３内に穿孔された空洞５が貫通している。この空洞５により、能動光電子部品２の光軸９が受動部品１の光ガイド７とアライメントされるように、能動光電子部品２を収納することができる。チップ２は、中間エレメント４の電気接続部４５上に固定され、はんだ点Ｓ１によりヒートシンクの役割を果たす。
【００５１】ヒートシンク４はシリコンを材料とすることが好ましい。なぜならこの材料は、ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰチップ２の熱膨張率と同様の熱膨張率を有し、そのため、とくに、チップ２と中間エレメント４との間に作製されるはんだ点Ｓ１において伝播することがあるせん断の発生を防ぐことができるからである。
【００５２】もちろん中間エレメント４は、たとえばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）など他の材料で作製することも可能である。しかしながらＧａＡｓはシリコンよりも高価であり、Ａｌ2Ｏ3では、能動部品と受動部品の光軸のきわめて高精度な位置合わせを行うために、１ミクロン未満のきわめて高い精度でストッパを作製することはできない。
【００５３】説明する例では、基板３は溶解シリカを材質とする。実施の変形形態によれば、場合によっては基板を石英製とすることができるが、この材料はシリカよりも高価である。
【００５４】また、ヒートシンク４の下面上に設けたストッパ４２は、レーザ２の前面２ｂ上に設けた目印２１に当たるように位置決めされるようになっている。
【００５５】他のストッパ４１は、シリカオンシリカ構造１００の上表面上に設けたマーキング１１に当たって収納されるように、ヒートシンク４の下表面上に設けられる。さらに、シリカオンシリカ構造１００は、ヒートシンクの電気接続部分４５に取り付けた溶接点Ｓ２により、ヒートシンク４上に固定される。
【００５６】図４の例では、中間エレメント４のストッパ４１、４２、レーザ２の目印２１、および受動部品１のマーキング１１は、レーザの光軸９および受動部品の光ガイド７と共にアライメントされる。
【００５７】また、本発明によるハイブリッド光デバイスを作製するのに使用するシリカオンシリカ構造１００は大きな寸法を有することに留意すべきである。実際、その面積は数ｍｍ2以上であり、数十ｃｍ2に達することがある。一方、本発明で使用する「ブリッジ」すなわちヒートシンク４は、１ｍｍ2未満の小さな面積を有する。この小さな面積により、シリカオンシリカ構造１００とヒートシンク４との間に作製される二つのはんだ点Ｓ２の間の距離を制限することができ、その結果、シリコンとシリカとの間に存在する熱膨張率の差により、−４０℃から＋８５℃まで変化する可能性のある温度で行われる通信における標準的使用中に発生することがあるとくにせん断の危険性を制限することができる。したがってこのことは、前述し図２Ｃに対応する従来技術と比較して大きな長所である。
【００５８】チップ２は、「フリップチップ」方式で中間エレメント４上に取り付けられ、光軸９の下の領域はたとえばｎ型など第一型のキャリアーがドープされ、光軸の上に位置する領域はたとえばｐ型など第二型のキャリアーがドープされる。したがって、チップとシンクとを接続するための溶接点Ｓ１は、第二型の電極、すなわち例では正電極を有する。第一型の電極、すなわち例における負電極は、たとえば、シンクの接続部４５とｎ型キャリアーがドープされたレーザ２の領域とにはんだ付けされた導線１５で構成することができる。
【００５９】図５は、本発明によるハイブリッド光デバイスの実施の変形形態の略横断面図である。この場合、中間エレメント４のストッパ４１、４２は、能動部品２および受動部品１の光軸と一直線ではなく、これらの光軸に直角な方向に沿って作製される。ヒートシンク４のストッパ４１をマーキングに当て、ヒートシンクを受動部品１とアライメントするために、シリカオンシリカ構造１００の上表面内にマーキング１１が彫られる。さらに、ヒートシンク４のストッパ４２は、レーザ２の前側表面２ｂの側面隔壁２２に対向して位置決めされるように設けられる。
【００６０】図５にそのうちの一つが示してあるはんだ点Ｓ１により、ヒートシンク４上にレーザ２を一定の状態で保持することができる。この図では、シンクにシリカオンシリカ構造１００を固定することを可能にするはんだ点は示していない。その結果、中間エレメント４が能動部品と受動部品の双方に対して固定されるので、これら二つの部品は相互に固定されアライメントされる。
【００６１】図５に示す例では空洞５は貫通されていない。その結果この場合、空洞の上側に置かれた中間エレメント４は能動要素のカプセル化に寄与する。図示する矢印は、レーザ２から放出される熱量が排出される方向を示す。
【００６２】前述の例は全て、１つの能動部品および１つの受動部品を含む装置に関する。もちろん、同様にして、各能動部品が空洞の内部に存在し受動部品に光学的に結合されるように、他に、複数の受動部品と、複数の空洞と、各能動部品およびシリカオンシリカ構造にそれぞれ組み合わせた複数の中間エレメントとを含む装置を作製することはきわめて実行可能なことである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】従来技術のハイブリッド光素子の略斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの素子の略横断面図である。
【図１Ｃ】従来技術の３ｄＢカップラ型受動部品の略斜視図である。
【図２Ａ】従来技術の別のハイブリッド光素子の略横断面図である。
【図２Ｂ】別のハイブリッド光素子の略横断面図である。
【図２Ｃ】従来技術の別のハイブリッド光素子の略縦断面図である。
【図３】本発明によるハイブリッド光素子の略斜視図である。
【図４】図３の素子の略縦断面図である。
【図５】本発明によるハイブリッド光素子の実施の変形形態の横断面の略図である。
【符号の説明】
１ 受動部品
２ 能動光電子部品
２ａ 光電子部品の後面
２ｂ レーザの前面
３ 溶解シリカ基板
４ 中間エレメント
５ 空洞
６、７、８ シリカ基板
９ 光軸
１０ シリカオンシリコン構造
１１ マーキング
１５ 導線
２１、２２ 目印
４１、４２ ストッパ
４５ 電気接続部
５１ 段
１００ シリカオンシリカ構造
Ａ、Ｂ 支持点
Ｃ カプラ
Ｓ１、Ｓ２ 溶接点
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド光デバイスの組み立て方法に関する。ハイブリッド光デバイスとは、受動部品に光学的に結合された能動光電子部品を含む素子と定義される。この素子は、複数の光ファイバが接続できる光モジュール内に収納するようになっている。
【０００２】
【従来の技術】従来技術において既にハイブリッド光デバイスが作製されている。具体的には、共にシリコン基板３に支持される、シリカを材料とする受動部品１と、たとえばレーザまたは光増幅器型の光電子部品２とを含む図１Ａの斜視略図に示すような素子が存在する。
【０００３】実際には、受動部品１は、シリコン基板３上に連続する三つのシリカ層６、７、８を重ねることにより作製される。第二のシリカ層７は個別の形態にエッチングされ、受動部品１の光ガイドを構成する。図１Ａに示す例ではこのガイドは直線であるが、他の形状とすることもできる。いずれにせよ、ガイドが果たすべき機能によって一切が決まる。また、この第二のシリカ層７は、他の二つの層６および８の屈折率よりも高い屈折率を有するように作製される。したがって、第二層７は光ファイバのコアと等価であり、一方、他の二つの層６および８は、この光ファイバのクラッドに等しい。
【０００４】受動部品を形成するシリカ層６、７、８と、シリコン基板３とで構成されるアセンブリを一般に、シリカオンシリコン構造と呼び、ＳｉＯ2／Ｓｉと記す。
【０００５】シリカ層６、７、８内のシリコン基板３の近くに収納部５が規定される。すると、光電子部品２は、その光軸９が受動部品１の光ガイド７とアライメントされるように、この収納部５の内部に設置される。
【０００６】能動部品２の光軸９と受動部品１の光ガイド７の位置合わせは、高精度、すなわち約１ミクロン（１μｍ＝１０-6メートル）以下でなければならない。そのためには空洞５は、図１Ｂの横断面図に示すように、光電子部品２をその位置に固定することができる構造を有さなければならない。この図では、空洞５は、能動部品の形状に一致するように段５１を含む。さらに空洞５の寸法は１ミクロン以下の精度で規定される。また、はんだ点Ｓにより、空洞の底部に能動部品２を固定することができる。
【０００７】図１Ｂに示す矢印は、光電子部品２から放出される熱量が排出される方向を示す。
【０００８】この種のハイブリッド光素子は、とくにＩ．Ｋｉｔａｚａｗａ他の文献「Thermal resistance and soldering stress analyses on LD-mount-structures forplanar lightwave circuits」、ＩＯＯＣ’９５、ＦＡ３−５、ｐｐ２６−２９で言及された。
【０００９】しかしながらこの種のハイブリッド光素子の使用はきわめて限られている。これは主に、シリコンがシリカの熱膨張率とは非常に異なる熱膨張率を有することによる。その結果、４００℃から１４００℃の温度でシリコン基板上に連続シリカ層６、７、８を付着させ、全体を周囲温度まで冷却させた後に得られるシリカオンシリコン構造は、非常に変形した湾曲形状を有する。この変形により応力が発生し、種々のシリカ層内を伝播する。
【００１０】直線ガイドを作製しようとする時にはこれらの応力は邪魔にはならない。一方、たとえばパワーディバイダ、すなわち３ｄＢ損失カプラなど、他の種類の受動部品を作製しようとする場合には、これらの応力は大きな欠点となる。
【００１１】事実、光偏光は光ファイバの中を回転する。光ファイバから出た光が３ｄＢカプラに注入されると、偏光の如何に関わらず光出力を分配することができる部品を持つことが重要である。シリカ層内で発生する応力により、このようなカプラの受動的機能が偏光に感応するようになり、その結果、この種の受動部品が正しく動作することができなくなる。
【００１２】図１Ｃに示すこの問題に対する解決方法は、溶解シリカ、すなわち非晶質シリカ製の支持体３を使用することから成る。その場合これをシリカオンシリカ構造と呼び、ＳｉＯ2／ＳｉＯ2と記す。この例では、略図で示す受動部品はカプラＣである。この場合、基板３、およびカプラＣを規定するシリカ層はきわめて近い熱膨張係数を有し、その結果、シリカ層内では応力は一切発生しない。したがって受動部品は偏光に感応しない。
【００１３】このような解決方法はたとえば、Ｓ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ他の文献「Prospects for silica and glass-based IO components」、ＥＣＩＯ’９５、ＷｅＡ３、ｐｐ３０９−３１４において記述されている。
【００１４】しかしながら、溶解シリカはシリコンとは異なり粗悪なヒートシンクである。ところで、ハイブリッド光素子を作製する場合には、光電子部品が放出する熱量を排出できることが必要である。
【００１５】したがって解決すべき問題は、ハイブリッド光素子、すなわち相互に光学的に結合されている能動部品と受動部品とを含む素子を、溶解シリカ基板上に作製することができる手段を見出すことにある。
【００１６】この問題を解決するために考えられる第一の方法を図２Ａの横断面の略図に示す。この方法は、能動部品２が放出する熱量を散逸することができるシリコン支持体４で前記能動部品を被覆することから成る。放出される熱量の排出方向を図２Ａで矢印で示す。
【００１７】しかしながらこの方法は大きな欠点を有するため、最適ではない。実際、熱量の排出は能動部品２を通して行われるため、能動部品の動作は非常に妨害される。さらに、光電子部品の品質が大きく低下し、その寿命が著しく短くなる。
【００１８】さらに、この場合、シリコン支持体４の保持手段が規定されていない。場合によっては、接着により支持体をシリカオンシリカ構造に固定することができる。いずれにせよ、この支持体は能動部品と受動部品の位置合わせには寄与しない。前述し、図１Ａおよび図１Ｂに対応する従来技術における場合と同様、この位置合わせが可能であるのは専ら空洞５の形状およびはんだ点Ｓによるものである。
【００１９】光電子部品を通して熱量の排出が行われるのを回避するための別の方法は、図２Ｂに示すような前記部品を反転させることにあると思われる。実際、この場合、熱量は、能動部品２を通過することなく、シリコン支持体４側に最も短い経路から排出される。シリコン支持体４は熱通路の役割を果たす。
【００２０】光電子部品２の後面２ａは、能動的機能９に関係なく研磨により±１０μmの精度で薄くされる。熱通路４は、光電子部品２の光軸９側に取り付けられる。このような熱通路はヒートシンクの機能を果たすだけである。さらに、場合によっては、熱通路によりチップ２をカプセル化することもできる。しかし、位置合わせ機能は光電子部品の後面２ａの薄膜化のための大きい公差（±１０μm）とは相容れないことから、熱通路が、受動部品１の光ガイドに対する能動部品２の光軸９の良好な位置合わせに寄与することは有り得ない。結果として、この第二の方法も採用することができない。
【００２１】従来技術では、図２Ｃの略縦断面図で示す別の種類のハイブリッド光デバイスも提案された。このデバイスは、光電子部品２と、熱通路、すなわちシリコン「ブリッジ」４と、少なくとも一つの受動部品がその上に作製されるシリカオンシリコン構造１０とを含む。この構造１０は、シリカオンシリカ構造とすることもできる。
【００２２】この場合、シリコンブリッジ４は、ヒートシンクの役割と、能動部品２とシリカオンシリコン構造１０とに共通な支持体の役割とを同時に果たす。したがって、これら二つの種類の部品を支持するためには、ブリッジ４の面積は比較的大きくなければならない。すなわち、通常、０．１ｃｍ2よりも大きくなければならない。この面積は数ｃｍ2に達することがある。シリカオンシリコン構造１０は、支持点ＡおよびＢの２点でブリッジ４上に固定される。この二つの支持点ＡとＢの間の距離は、構造１０の寸法と同規模である。したがってこの距離は比較的大きく、１ｍｍから数ｃｍである。
【００２３】この大きな距離により、−４０℃から＋８５℃まで変化する可能性のある温度で行われる通信の標準的使用中に、支持点ＡおよびＢのレベルでせん断の問題が発生する。実際にはこれらせん断の問題は、シリカオンシリコン構造１０またはシリカオンシリカ構造のシリカとシリコンブリッジ４との間の熱膨張率の差によるものである。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、能動部品が放出する熱を散逸させるとともに、前記能動部品の光軸を受動部品の光ガイドとアライメントすることができるシリコンの支持体を使用するハイブリッド光デバイスの組み立て方法を提供することにより所載の欠点をすべて解消することができる。
【００２５】
【課題を解決するための手段】より詳細には本発明は、能動部品に光学的に結合されシリカ基板上のシリカ層内に作製される受動部品を含み、前記層および基板がこのようにしてシリカオンシリカ構造を形成する、ハイブリッド光デバイスの組み立て方法であって、− 良好な熱伝導性、および能動部品の熱膨張率と同様の熱膨張率を有する中間エレメントを作製すること、− 能動部品を中間エレメント上に固定すること、および− 能動部品が空洞の内部に存在し受動部品に光学的に結合されるように、シリカオンシリカ構造内に空洞を形成し、この構造上に中間エレメントを固定することからなることを特徴とする方法に関する。
【００２６】本発明の別の特徴によれば、本発明はさらに、第一種のストッパを能動部品の目印に対向して位置決めし、第二種のストッパをシリカオンシリカ構造のマーキングに対向して位置決めするように、ストッパを中間エレメント上に、目印を能動部品上に、マーキングをシリカオンシリカ構造上に作製することから成る。
【００２７】本発明の別の特徴によれば、中間エレメントはシリコンで作製される。
【００２８】本発明の別の対象は、シリカ基板上のシリカ層内に作製された受動部品に光学的に結合された能動部品を含み、前記層および基板がこのようにしてシリカオンシリカ構造を形成するハイブリッド光デバイスであって、さらに、良好な熱伝導性、および能動部品の熱膨張率と同様の熱膨張率を有する中間エレメントと、シリカオンシリカ構造内に穿口された空洞とを含み、能動部品が空洞の内部に存在し受動部品に光学的に結合されるように、中間エレメントが能動部品とシリカオンシリカ構造の双方に対して組み付けられることを特徴とするデバイスである。
【００２９】本発明の別の特徴によれば、中間エレメントは、能動部品上に位置する目印および、シリカオンシリカ構造上に位置するマーキングに対向して位置決めすることのできるストッパを含む。
【００３０】本発明の別の特徴によれば、中間エレメントはシリコンで作製される。
【００３１】本発明の別の特徴によれば、中間エレメントは小さい寸法を有し、その面積は能動部品の面積よりかろうじて大きい。
【００３２】本発明の別の特徴によれば、中間エレメントは１ｍｍ2未満の面積を有し、シリカオンシリカ構造（１００）は１ｍｍ2を超える面積を有する。
【００３３】本発明の別の特徴によれば、能動部品は空洞内に「表が外側」になるように取り付けられる。
【００３４】本発明の別の特徴によれば、空洞は貫通しておらず、能動部品のカプセル化に寄与するように、中間エレメントはこの空洞の上側に配置される。
【００３５】本発明によるハイブリッド光デバイスは、とくに、溶解シリカ基板のコストが安いこと、および偏光に感応しない部品を主とする光学システムの設計にこの基板を使用することによって生じる著しい単純化により、多くの長所を有する。
【００３６】さらに、本発明による組み立て方法は、ＴＲＤ（送受信装置）型の接続部品の製造、またはスイッチングに適用することができる。これら二種類の適用例、すなわちＴＲＤ型部品およびスイッチングに関する長所は、本発明による方法では平面型素子を使用することから、大量生産に適合すること、ならびに偏光に感応せず、したがってインライン回路の簡略化が可能なシリカオンシリカ部品を使用することによるものである。さらに、構造上の光電子部品の密度が高いスイッチングの適用例の場合には、ヒートシンクはきわめて重要である。
【００３７】本発明の他の特徴および長所は、添付の図面を参照して非限定的な例として行う説明を読めば明らかになるであろう。
【００３８】
【発明の実施の形態】図３は本発明によるハイブリッド光素子の構造を示す図であり、これにより、素子が組み立てられている様子をよりよく理解することができる。このハイブリッド光素子は、たとえばレーザまたは光増幅器型であってチップとも呼ばれる能動光電子部品２と、直線光ガイド、または３ｄＢカップラ、またはその他の型の受動部品１とを含む。
【００３９】受動部品１は、溶解シリカ基板３上にシリカ層６、７、８を連続して重ねる知られている方法により作製される。中間の層７は受動部品のコアを形成し、作製すべき光ガイドに応じて個別の形態にエッチングされる。他の二つの層６および８は、受動部品のクラッドを構成する。溶解シリカ基板により、シリカ層６、７、８内に応力が形成されるのを防止することができ、結果として、偏光に感応しない高品質な受動部品を得ることができる。以下の説明では、受動部品１とシリカ基板３とで構成されるアセンブリを、シリカオンシリカ構造と呼び、符号１００で示す。
【００４０】変形実施形態では、受動部品のコア７は、チッ化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）層内に作製することもできる。
【００４１】光電子部品２を収納するために、シリカオンシリカ構造１００内、すなわち連続するシリカ層６、７、８、および場合によっては基板３内に空洞５が設けられる。この空洞５は貫通していなくても貫通していてもよい。この空洞が貫通されるか貫通されていないかは、製造コストおよび能動部品２のカプセル化の必要によって決まることが多い。光電子部品２は、その光軸９が受動部品１の光ガイド７とアライメントされるように、空洞５内に挿入されるようになっている。
【００４２】光電子部品２は、たとえばエピタキシにより通常の方法で作製され、出力が１ｍＷから２００ｍＷである、ＧａＩｎＡｓＰオンＩｎＰ型レーザである。レーザ２は、空洞５内に挿入する前に、放出された熱を散逸させるための中間エレメント４上にたとえばはんだにより固定される。この中間エレメントの寸法は比較的小さく、その面積は、空洞５の面積、すなわち能動部品２の面積よりかろうじて大きいだけである。チップ２は「表が外側」になるように空洞５に挿入される。一方、中間エレメント４上ではチップは「表が内側」になるように設置され、これを「フリップチップ」マウンティングによりこの素子に取り付けられるとも言う。
【００４３】また、レーザ２の光軸９を受動部品１の光ガイド７に対しアライメントすることができるようにするためには、レーザ２ならびに受動部品１に対しヒートシンク４をきわめて正確に位置決めできることが必要である。そのために、中間エレメント４上および能動部品２および受動部品１上にストッパまたは目印を作製する。これらの目印はたとえば、リソグラフィー、ＲＩＥ（「ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）エッチング、あるいはその他のエッチング方法により作製される。
【００４４】したがって、図３には図示しないストッパは、たとえばレーザ２の前側表面２ｂ上に設けた目印２１に対向するように位置決めされるように、ヒートシンク４の下面上に作製される。同様にストッパ４１は、マーキングに対向するように位置決めされるか、あるいはシリカオンシリカ構造１００の上面上に設けた図３の例に示すような凹み１１内に位置決めされるように、ヒートシンク４の下面上に設けられる。
【００４５】中間エレメント４はレーザ２と受動部品１を基準として位置決めされ、能動部品と受動部品は、遷移の理由から、互いに相手を基準として位置決めされる。
【００４６】レーザ２の目印２１に対するヒートシンクのストッパの位置決めは、１ミクロン未満ときわめて正確に行われる。
【００４７】同様に、ヒートシンクのストッパ４１は、構造１００のマーキング１１に対し１ミクロン未満のきわめて高い精度で位置決めすることができるように作製される。
【００４８】図３に示す例では、レーザ２の目印２１はレーザの光軸９とアライメントされ、受動部品１の目印１１はシリカ光ガイド７とアライメントされ、最後に、中間エレメント４の二種類のストッパはそれぞれ、レーザの目印と受動部品の目印とアライメントされる。もちろんこれらストッパおよび目印の位置は一例にすぎない。これらのストッパおよび目印により、ヒートシンク４を基準として能動部品および受動部品を固定し、相互にアライメントすることができるので、これらのストッパおよび目印は別の方法で設置することもできる。
【００４９】受動部品１の光ガイド７は、単純化のため、図３では直線で示してあるが、より複雑な形態とすることもでき、具体的にはたとえば３ｄＢカプラとすることができる。
【００５０】図４は、図３のハイブリッド光素子の略縦断面図である。同一の素子を示すために、図３と同じ符号を使用している。受動部品１はシリカ層６、７、８の積み重ねによって作製される。受動部品は、所望寸法にエッチングされ、クラッド層６および８に埋め込まれたコア７すなわち光ガイドを含む。この例では、受動部品のシリカ層内および基板３内に穿孔された空洞５が貫通している。この空洞５により、能動光電子部品２の光軸９が受動部品１の光ガイド７とアライメントされるように、能動光電子部品２を収納することができる。チップ２は、中間エレメント４の電気接続部４５上に固定され、はんだ点Ｓ１によりヒートシンクの役割を果たす。
【００５１】ヒートシンク４はシリコンを材料とすることが好ましい。なぜならこの材料は、ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰチップ２の熱膨張率と同様の熱膨張率を有し、そのため、とくに、チップ２と中間エレメント４との間に作製されるはんだ点Ｓ１において伝播することがあるせん断の発生を防ぐことができるからである。
【００５２】もちろん中間エレメント４は、たとえばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）など他の材料で作製することも可能である。しかしながらＧａＡｓはシリコンよりも高価であり、Ａｌ2Ｏ3では、能動部品と受動部品の光軸のきわめて高精度な位置合わせを行うために、１ミクロン未満のきわめて高い精度でストッパを作製することはできない。
【００５３】説明する例では、基板３は溶解シリカを材質とする。実施の変形形態によれば、場合によっては基板を石英製とすることができるが、この材料はシリカよりも高価である。
【００５４】また、ヒートシンク４の下面上に設けたストッパ４２は、レーザ２の前面２ｂ上に設けた目印２１に当たるように位置決めされるようになっている。
【００５５】他のストッパ４１は、シリカオンシリカ構造１００の上表面上に設けたマーキング１１に当たって収納されるように、ヒートシンク４の下表面上に設けられる。さらに、シリカオンシリカ構造１００は、ヒートシンクの電気接続部分４５に取り付けた溶接点Ｓ２により、ヒートシンク４上に固定される。
【００５６】図４の例では、中間エレメント４のストッパ４１、４２、レーザ２の目印２１、および受動部品１のマーキング１１は、レーザの光軸９および受動部品の光ガイド７と共にアライメントされる。
【００５７】また、本発明によるハイブリッド光デバイスを作製するのに使用するシリカオンシリカ構造１００は大きな寸法を有することに留意すべきである。実際、その面積は数ｍｍ2以上であり、数十ｃｍ2に達することがある。一方、本発明で使用する「ブリッジ」すなわちヒートシンク４は、１ｍｍ2未満の小さな面積を有する。この小さな面積により、シリカオンシリカ構造１００とヒートシンク４との間に作製される二つのはんだ点Ｓ２の間の距離を制限することができ、その結果、シリコンとシリカとの間に存在する熱膨張率の差により、−４０℃から＋８５℃まで変化する可能性のある温度で行われる通信における標準的使用中に発生することがあるとくにせん断の危険性を制限することができる。したがってこのことは、前述し図２Ｃに対応する従来技術と比較して大きな長所である。
【００５８】チップ２は、「フリップチップ」方式で中間エレメント４上に取り付けられ、光軸９の下の領域はたとえばｎ型など第一型のキャリアーがドープされ、光軸の上に位置する領域はたとえばｐ型など第二型のキャリアーがドープされる。したがって、チップとシンクとを接続するための溶接点Ｓ１は、第二型の電極、すなわち例では正電極を有する。第一型の電極、すなわち例における負電極は、たとえば、シンクの接続部４５とｎ型キャリアーがドープされたレーザ２の領域とにはんだ付けされた導線１５で構成することができる。
【００５９】図５は、本発明によるハイブリッド光デバイスの実施の変形形態の略横断面図である。この場合、中間エレメント４のストッパ４１、４２は、能動部品２および受動部品１の光軸と一直線ではなく、これらの光軸に直角な方向に沿って作製される。ヒートシンク４のストッパ４１をマーキングに当て、ヒートシンクを受動部品１とアライメントするために、シリカオンシリカ構造１００の上表面内にマーキング１１が彫られる。さらに、ヒートシンク４のストッパ４２は、レーザ２の前側表面２ｂの側面隔壁２２に対向して位置決めされるように設けられる。
【００６０】図５にそのうちの一つが示してあるはんだ点Ｓ１により、ヒートシンク４上にレーザ２を一定の状態で保持することができる。この図では、シンクにシリカオンシリカ構造１００を固定することを可能にするはんだ点は示していない。その結果、中間エレメント４が能動部品と受動部品の双方に対して固定されるので、これら二つの部品は相互に固定されアライメントされる。
【００６１】図５に示す例では空洞５は貫通されていない。その結果この場合、空洞の上側に置かれた中間エレメント４は能動要素のカプセル化に寄与する。図示する矢印は、レーザ２から放出される熱量が排出される方向を示す。
【００６２】前述の例は全て、１つの能動部品および１つの受動部品を含む装置に関する。もちろん、同様にして、各能動部品が空洞の内部に存在し受動部品に光学的に結合されるように、他に、複数の受動部品と、複数の空洞と、各能動部品およびシリカオンシリカ構造にそれぞれ組み合わせた複数の中間エレメントとを含む装置を作製することはきわめて実行可能なことである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】従来技術のハイブリッド光素子の略斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの素子の略横断面図である。
【図１Ｃ】従来技術の３ｄＢカップラ型受動部品の略斜視図である。
【図２Ａ】従来技術の別のハイブリッド光素子の略横断面図である。
【図２Ｂ】別のハイブリッド光素子の略横断面図である。
【図２Ｃ】従来技術の別のハイブリッド光素子の略縦断面図である。
【図３】本発明によるハイブリッド光素子の略斜視図である。
【図４】図３の素子の略縦断面図である。
【図５】本発明によるハイブリッド光素子の実施の変形形態の横断面の略図である。
【符号の説明】
１ 受動部品
２ 能動光電子部品
２ａ 光電子部品の後面
２ｂ レーザの前面
３ 溶解シリカ基板
４ 中間エレメント
５ 空洞
６、７、８ シリカ基板
９ 光軸
１０ シリカオンシリコン構造
１１ マーキング
１５ 導線
２１、２２ 目印
４１、４２ ストッパ
４５ 電気接続部
５１ 段
１００ シリカオンシリカ構造
Ａ、Ｂ 支持点
Ｃ カプラ
Ｓ１、Ｓ２ 溶接点
【特許請求の範囲】
【請求項１】 能動部品（２）に光学的に結合されシリカ基板（３）上のシリカ層（６、７、８）内に作製される受動部品（１）を含み、前記層および基板がこのようにしてシリカオンシリカ構造（１００）を形成するハイブリッド光デバイスの組み立て方法であって、良好な熱伝導性、および能動部品（２）の熱膨張率と類似の熱膨張率を有する中間エレメント（４）を作製すること、能動部品（２）を中間エレメント（４）上に固定すること、および能動部品（２）が空洞（５）の内部に存在し受動部品（１）に光学的に結合されるように、シリカオンシリカ構造（１００）内に空洞（５）を形成し、この構造（１００）上に中間エレメント（４）を固定することからなることを特徴とする方法。
【請求項２】 さらに、第一種のストッパ（４１）を能動部品（２）の目印（２１）に対向して位置決めし、第二種のストッパ（４２）をシリカオンシリカ構造（１００）のマーキング（１１）に対向して位置決めするように、ストッパ（４１、４２）を中間エレメント（４）上に、目印（２１、２２）を能動部品（２）上に、マーキング（１１）をシリカオンシリカ構造（１００）上に作製することから成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】 中間エレメント（４）がシリコンで作製されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】 シリカ基板（３）上のシリカ層（６、７、８）内に作製された受動部品（１）に光学的に結合された能動部品（２）を含み、前記層および基板がシリカオンシリカ構造（１００）を形成する、ハイブリッド光デバイスであって、さらに、良好な熱伝導性、および能動部品（２）の熱膨張率と類似の熱膨張率を有する中間エレメント（４）と、シリカオンシリカ構造（１００）内に穿口された空洞（５）とを含み、能動部品（２）が空洞（５）の内部に存在し受動部品（１）に光学的に結合されるように、中間エレメント（４）が能動部品（２）とシリカオンシリカ構造（１００）の両方に組み付けられることを特徴とするハイブリッド光デバイス。
【請求項５】 中間エレメントが、能動部品（２）上に位置する目印（２１、２２）および、シリカオンシリカ構造（１００）上に位置するマーキング（１１）に対向して位置決めすることのできるストッパ（４１、４２）を含むことを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】 中間エレメント（４）がシリコンで作製されることを特徴とする請求項４または５に記載のデバイス。
【請求項７】 中間エレメント（４）が小さい寸法を有し、その面積が能動部品（２）の面積よりかろうじて大きいことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】 中間エレメント（４）が１ｍｍ2未満の面積を有し、シリカオンシリカ構造（１００）が数ｍｍ2を超える面積を有することを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】 能動部品（２）が空洞内に「表が外側」になるように取り付けられることを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】 空洞（５）が貫通しておらず、能動部品（２）のカプセル化に寄与するように、中間エレメント（４）がこの空洞の上側に配置されることを特徴とする請求項４から９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】 さらに、他の複数の空洞と、各能動部品が空洞の内部に存在し能動部品に光学的に結合されるように、各能動部品およびシリカオンシリカ構造にそれぞれ組み付けられた他の複数の中間エレメントとを含むことを特徴とする請求項４から１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１】 能動部品（２）に光学的に結合されシリカ基板（３）上のシリカ層（６、７、８）内に作製される受動部品（１）を含み、前記層および基板がこのようにしてシリカオンシリカ構造（１００）を形成するハイブリッド光デバイスの組み立て方法であって、良好な熱伝導性、および能動部品（２）の熱膨張率と類似の熱膨張率を有する中間エレメント（４）を作製すること、能動部品（２）を中間エレメント（４）上に固定すること、および能動部品（２）が空洞（５）の内部に存在し受動部品（１）に光学的に結合されるように、シリカオンシリカ構造（１００）内に空洞（５）を形成し、この構造（１００）上に中間エレメント（４）を固定することからなることを特徴とする方法。
【請求項２】 さらに、第一種のストッパ（４１）を能動部品（２）の目印（２１）に対向して位置決めし、第二種のストッパ（４２）をシリカオンシリカ構造（１００）のマーキング（１１）に対向して位置決めするように、ストッパ（４１、４２）を中間エレメント（４）上に、目印（２１、２２）を能動部品（２）上に、マーキング（１１）をシリカオンシリカ構造（１００）上に作製することから成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】 中間エレメント（４）がシリコンで作製されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】 シリカ基板（３）上のシリカ層（６、７、８）内に作製された受動部品（１）に光学的に結合された能動部品（２）を含み、前記層および基板がシリカオンシリカ構造（１００）を形成する、ハイブリッド光デバイスであって、さらに、良好な熱伝導性、および能動部品（２）の熱膨張率と類似の熱膨張率を有する中間エレメント（４）と、シリカオンシリカ構造（１００）内に穿口された空洞（５）とを含み、能動部品（２）が空洞（５）の内部に存在し受動部品（１）に光学的に結合されるように、中間エレメント（４）が能動部品（２）とシリカオンシリカ構造（１００）の両方に組み付けられることを特徴とするハイブリッド光デバイス。
【請求項５】 中間エレメントが、能動部品（２）上に位置する目印（２１、２２）および、シリカオンシリカ構造（１００）上に位置するマーキング（１１）に対向して位置決めすることのできるストッパ（４１、４２）を含むことを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】 中間エレメント（４）がシリコンで作製されることを特徴とする請求項４または５に記載のデバイス。
【請求項７】 中間エレメント（４）が小さい寸法を有し、その面積が能動部品（２）の面積よりかろうじて大きいことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】 中間エレメント（４）が１ｍｍ2未満の面積を有し、シリカオンシリカ構造（１００）が数ｍｍ2を超える面積を有することを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】 能動部品（２）が空洞内に「表が外側」になるように取り付けられることを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】 空洞（５）が貫通しておらず、能動部品（２）のカプセル化に寄与するように、中間エレメント（４）がこの空洞の上側に配置されることを特徴とする請求項４から９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】 さらに、他の複数の空洞と、各能動部品が空洞の内部に存在し能動部品に光学的に結合されるように、各能動部品およびシリカオンシリカ構造にそれぞれ組み付けられた他の複数の中間エレメントとを含むことを特徴とする請求項４から１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図５】
【図３】
【図４】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図５】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開平１０−２７４７２９
【公開日】平成１０年（１９９８）１０月１３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−４２３６２
【出願日】平成１０年（１９９８）２月２４日
【出願人】（３９１０３０３３２）アルカテル・アルストム・コンパニイ・ジエネラル・デレクトリシテ (1,149)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＣＡＴＥＬ ＡＬＳＴＨＯＭ ＣＯＭＰＡＧＮＩＥ ＧＥＮＥＲＡＬＥ Ｄ’ＥＬＥＣＴＲＩＣＩＴＥ
【公開日】平成１０年（１９９８）１０月１３日
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年（１９９８）２月２４日
【出願人】（３９１０３０３３２）アルカテル・アルストム・コンパニイ・ジエネラル・デレクトリシテ (1,149)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＣＡＴＥＬ ＡＬＳＴＨＯＭ ＣＯＭＰＡＧＮＩＥ ＧＥＮＥＲＡＬＥ Ｄ’ＥＬＥＣＴＲＩＣＩＴＥ
[ Back to top ]