基板樹脂積層構造体及び光導波路モジュール
【課題】Ｓｉ基板等の基板の表面に樹脂層を積層した基板樹脂積層構造体において、新規な構造の中間層を用いて樹脂層と基板との接合強度を向上させる。
【解決手段】Ｓｉからなる基板１２の表面に熱酸化等により表面改質膜１５（ＳｉＯ２熱酸化膜）が形成される。表面改質膜１５の上にスパッタやＣＶＤにより酸化膜１６（ＳｉＯｘ膜）が少なくとも１層成膜され、酸化膜１６の上に樹脂層が形成される。酸化膜１６は、表面改質膜１５よりも密度が大きい。
【解決手段】Ｓｉからなる基板１２の表面に熱酸化等により表面改質膜１５（ＳｉＯ２熱酸化膜）が形成される。表面改質膜１５の上にスパッタやＣＶＤにより酸化膜１６（ＳｉＯｘ膜）が少なくとも１層成膜され、酸化膜１６の上に樹脂層が形成される。酸化膜１６は、表面改質膜１５よりも密度が大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板樹脂積層構造体及び光導波路モジュールに関し、具体的にいうと、Ｓｉ基板等の基板の表面に樹脂層を積層した基板樹脂積層構造体において、樹脂層と基板との接合強度を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
いろいろな技術分野においてＳｉ基板の表面に樹脂層を積層一体化させた基板樹脂積層構造体が用いられているが、樹脂層とＳｉ基板との接合強度を得ることは難しい。そのため、樹脂層とＳｉ基板との接合強度を得るためには、中間層を設けて密着力を確保することが一般的である。
【０００３】
一方、熱酸化膜（シリコン酸化膜）はＳｉ基板に対して非常に強い密着膜となることは、一般的に知られている。しかし、特許文献１などに記載されているように、熱酸化膜では樹脂層と高い密着性が得られない。特に、Ｓｉ基板の上に光導波路を接合させた光導波路モジュールの場合には、アクリル樹脂からなる光導波路にフッ素を混入させて光導波路の性能向上を図っているので、光導波路中のフッ素が析出して光導波路とＳｉ基板との密着を妨げる。そのため、Ｓｉ基板と光導波路の接合強度を得ることは困難であった。
【０００４】
よって、樹脂層とＳｉ基板との間の中間層としては、一般に、有機ジルコニウムや酸化チタンなどが含まれたカップリング剤を用いるか、フッ素を含有しない樹脂が用いられている。あるいは、両者を併用する場合もある。
【０００５】
しかしながら、有機ジルコニウムや酸化チタンなどを含むカップリング剤を中間層として用いた場合には、特許文献２に記載されているように、カップリング剤に含まれている粒子が起点となって中間層にクラックやスポットが成長し、粒子位置から中間層の剥離が拡がるために強固な密着膜を得ることができなかった。これを防止しようとすれば、フィルタなどを通してカップリング剤に含まれる粒子を除去しなければならず、工程数が多くなる不都合があると共に粒子を完全に除去することは困難であった。
【０００６】
フッ素を含有しない樹脂を中間層として用いた場合には、密着性は改善されるものの、その密着性は未だ不十分であった。また、フッ素を含有しない樹脂を用いて中間層を形成する場合には、当該樹脂の塗布厚を正確に制御することが困難であるため、中間層を目的とする厚みにすることが難しかった。さらに、Ｓｉ基板の表面に凹凸があった場合には、通常のプロセスではフッ素を含有しない樹脂をＳｉ基板の凸部上の表面に均一に塗布することができない。また、光学部品等の部品をその上に載せる場合において、サブミクロンオーダーでアライメント及び位置決めを要求される場合にはアライメントおよび位置決めができず、また均等な密着力を得ることができなかった。
【０００７】
たとえば、Ｓｉ基板の表面にフッ素を含有しない樹脂を一般的に最も良く使われるスピンコータで塗布する場合には、回転数、時間、温度、樹脂粘度などを厳密に管理していても塗膜の厚みがばらつく。しかも、塗膜を多層にすると、さらに誤差が大きくなって厚みのばらつきがより大きくなる。また、スピンコート法では、使用する樹脂溶液のうちＳｉ基板に塗布される量はほんの一部で、大半が塗膜となることなく廃棄されるため、樹脂溶液の消費量が大きい。よって、中間層として使用される樹脂の無駄が大きく、費用的なロスが大きかった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１０００５５号公報
【特許文献２】特開２００５−７５９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、Ｓｉ基板等の基板の表面に樹脂層を積層した基板樹脂積層構造体において、新規な構造の中間層を用いて樹脂層と基板との接合強度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる第１の基板樹脂積層構造体は、基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりも密度の低い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂層が形成されている。酸化膜とは、酸化物を含む膜であって、酸化物とその他の物質（例えば窒化物）との混合物でもよい。また、酸化膜の密度が厚み方向で変化している場合には、樹脂層と接触している酸化膜上面の密度が表面改質膜の密度よりも低ければよい。樹脂層は、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、常温硬化型樹脂などどのような樹脂でも用いることができる。必要に応じて酸化膜上にプライマ等を塗布した上で樹脂層を形成してもよい。
【００１１】
本発明の発明者らは、鋭意研究の結果、樹脂層と中間層との密着性は、結合に寄与するＯＨ基の数の問題であることに想到した。すなわち、中間層の密度が高いと互いの分子どうしがくっつき合ってＯＨ基の結合手が出る比率が少なくなるが、中間層の密度が低いと互いにくっつき合う分子が少なくなってＯＨ基の余っている結合手が多くなる。また、密度が高いと膜の表面のＯＨ基しか現れないが、密度が低くなると分子の充填率が小さくなるので、膜内部のＯＨ基も外に現れて結合し易くなる。
【００１２】
本発明の第１の基板樹脂積層構造体は、かかる見知に基づいてなされたものであり、表面改質膜よりも密度の低い酸化膜を表面改質膜の上に形成しているので、表面改質膜の場合よりも多くのＯＨ基の結合手が酸化膜に現れる。そのため酸化膜のＯＨ基と樹脂層のＯＨ基（あるいは、プライマ等を塗布している場合には、プライマ等のＯＨ基でもよい。）とが反応しやすくなり、酸化膜と樹脂層との間で強い密着性が得られる。また、表面改質膜も基板の表面に強固に形成されており、酸化膜は表面改質膜の上にエネルギーを与えられた堆積膜として強い密着性でもって成膜されるので、樹脂層を強い密着性で基板の上に接合させることができる。
【００１３】
本発明の第１の基板樹脂積層構造体のある実施態様は、前記酸化膜が２層以上形成され、このうちいずれか任意の２層の酸化膜について、前記基板に近い側に位置する酸化膜よりも、前記基板から遠い側に位置する酸化膜の方が密度が低くなっている。かかる実施態様にあっては、表面改質膜側で酸化膜の密度が大きくなっているので、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜の密度が小さくなっているので、酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００１４】
本発明の第１の基板樹脂積層構造体の別な実施態様は、前記酸化膜が２層以上形成され、前記表面改質膜に隣接する酸化膜よりも、前記樹脂層に隣接する酸化膜の方が密度が低くなっている。かかる実施態様にあっても、表面改質膜側で酸化膜の密度が大きくなっているので、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜の密度が小さくなっているので、酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。中間の酸化膜の密度は特に問題としなくても、酸化膜どうしは密度が異なっていても強い密着性を持つ。
【００１５】
本発明の第１の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記酸化膜が前記基板に近い側から遠い側に向けて次第に密度が低くなっている。なお、この場合、酸化膜が酸化物と他の物質との混合物又は化合物であって、酸化物と他の物質との組成比が徐々に変化しているものであってもよい。かかる実施態様にあっても、表面改質膜側で酸化膜の密度が大きくなっているので、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜の密度が小さくなっているので、酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００１６】
本発明の第１の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記酸化膜は前記基板の表面に垂直な方向で密度が変化しており、前記表面改質膜に隣接する領域よりも、前記樹脂層に隣接する領域の方が密度が低くなっている。かかる実施態様にあっても、表面改質膜側で酸化膜の密度が大きくなっているので、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜の密度が小さくなっているので、酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。中間の酸化膜の密度は特に問題としなくても、酸化膜どうしは密度が異なっていても強い密着性を持つ。
【００１７】
本発明の第２の基板樹脂積層構造体は、基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりもＯＨ基の数密度の多い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂層が形成されていることを特徴としている。表面改質膜よりもＯＨ基の数密度の少ない酸化膜を形成することにより酸化膜と樹脂層との密着性を高めることができ、樹脂層を基板の上に強固に接合させることができる。
【００１８】
本発明の第２の基板樹脂積層構造体のある実施態様は、前記酸化膜が２層以上形成され、このうちいずれか任意の２層の酸化膜について、前記基板に近い側に位置する酸化膜よりも、前記基板から遠い側に位置する酸化膜の方がＯＨ基の数密度が大きくなっている。かかる実施態様にあっては、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００１９】
本発明の第２の基板樹脂積層構造体の別な実施態様は、前記酸化膜が２層以上形成され、前記表面改質膜に隣接する酸化膜よりも、前記樹脂層に隣接する酸化膜の方がＯＨ基の数密度が大きくなっている。かかる実施態様にあっては、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００２０】
本発明の第２の基板樹脂積層構造体の別な実施態様は、前記酸化膜は、前記基板に近い側から遠い側に向けて次第にＯＨ基の数密度が大きくなっている。かかる実施態様にあっては、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００２１】
本発明の第２の基板樹脂積層構造体の別な実施態様は、前記酸化膜は前記基板の表面に垂直な方向で密度が変化しており、前記表面改質膜に隣接する領域よりも、前記樹脂層に隣接する領域の方がＯＨ基の数密度が大きくなっている。かかる実施態様にあっては、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００２２】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体における基板としては、Ｓｉ基板を用いることができる。この場合には、表面改質膜として、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＣ、ＳｉＮ等の珪素化合物を用いることができる。また、酸化膜としては、ＳｉＯｘや、ＴｉＯｘ又はＡｌＯｘなどの金属酸化膜を用いることができる。また、表面改質膜の上に酸化膜を堆積させる手段としてはスパッタ、ＣＶＤ法、蒸着などの堆積法を用いることができる。スパッタ、ＣＶＤ法、蒸着などの堆積法によれば、酸化膜に活性を有するＯＨ基が数多く生じる。この中でもスパッタやＣＶＤ法によれば特に酸化膜に活性を有するＯＨ基が数多く生じるのでよい。
【００２３】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体における基板としては、Ｔｉ基板やＡｌ基板等の金属基板を用いることができる。この場合には、表面改質膜として、ＴｉＯｘ、ＡｌＯｘなどの金属酸化膜や、金属炭化膜、金属窒化膜を用いることができる。また、酸化膜としては、ＳｉＯｘや、ＴｉＯｘ又はＡｌＯｘなどの金属酸化膜を用いることができる。また、表面改質膜の上に酸化膜を堆積させる手段としてはスパッタ、ＣＶＤ法、蒸着などの堆積法を用いることができる。スパッタ、ＣＶＤ法、蒸着などの堆積法によれば、酸化膜に活性を有するＯＨ基が数多く生じる。この中でもスパッタやＣＶＤ法によれば特に酸化膜に活性を有するＯＨ基が数多く生じるのでよい。
【００２４】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記基板の表面及び／又は前記表面改質膜の表面及び／又は前記酸化膜の表面が荒れていることを特徴としている。表面を荒らす方法としてはエッチングやサンドブラストによればよく、荒さとしては十分の数μｍ〜１μｍ程度が好ましい。かかる実施態様においては、基板の表面及び／又は表面改質膜の表面及び／又は酸化膜の表面が荒れているので、表面積が増すことに加えミクロなアンカー効果により基板と表面改質膜の間、表面改質膜と酸化膜の間、あるいは酸化膜と樹脂層との間の密着性をより高めることができる。またこの際、基板などの下側の層のみを荒らしておけばその上の膜は、粗さは小さくなるものの荒れが再現される。このため各層を荒らさずとも一定の効果が得られる。
【００２５】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記基板の表面に凹凸が存在していることを特徴としている。かかる実施態様にあっては、基板の表面に凹凸が形成されていて表面積が大きくなっているので、基板と表面改質膜の間の密着性をより高めることができる。さらに、凸凹形状はその上に形成される表面改質膜や酸化膜の形状においても再現若しくは複製されるので、表面改質膜と酸化膜の間、酸化膜と樹脂層との間の密着性をより高めることができる。またこれに加え、凸凹を形成された基板の各層をエッチングやサンドブラストにより表面を微小に荒らすことで更なる表面積増とミクロなアンカー効果により基板と表面改質膜の間、表面改質膜と酸化膜の間、酸化膜と樹脂層との間の密着性をより高めることができる。またこの際、基板などの下側の層のみを荒らしておけば、その上に形成される膜の粗さは小さくなるものの荒れが再現される。このため各層を荒らさずとも一定の効果が得られる。
【００２６】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記樹脂層がフッ素を含有していることを特徴としている。樹脂層が光学部品特に光導波路の場合には、樹脂にフッ素を含有させることにより光学性能を向上させることができる。しかし、一方で樹脂層にフッ素を含ませると酸化膜と樹脂層との間の密着性が低下する恐れがあるが、本発明によれば樹脂層にフッ素が含まれている場合でも充分な密着性を得ることができる。
【００２７】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記表面改質膜と前記酸化膜が同一元素によって構成されていることを特徴としている。かかる実施態様では、表面改質膜と酸化膜とが同じ元素で構成されているため化学結合し易く、表面改質膜と酸化膜との密着性がより向上する。
【００２８】
なお、本発明の基板樹脂積層構造体においては、基板として金属基板を用いることもできる。そして、金属基板を用いた場合には、その上に形成する表面改質膜として、ＡｌＯｘ（酸化アルミニウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＴｉＯｘ（酸化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＣ（炭化チタン）といった酸化物や窒化物、炭化物などを用いることができる。
【００２９】
本発明にかかる光導波路モジュールは、基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりも密度の低い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂により形成された光導波路が接合されていることを特徴としている。かかる光導波路モジュールは、本発明の第１の基板樹脂積層構造体の構成を光導波路モジュールに適用したものであるので、基板の上に光導波路を強固に接合させることができる。
【００３０】
なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。以下に述べる実施例では、光導波路モジュールを例にとってに説明するが、本発明は光導波路モジュールに限定されるものでなく、基板と樹脂層との接合部位において広く用いることが可能である。
【実施例１】
【００３２】
図１は本発明の一実施例を示す光導波路モジュール１１の側面図、図２はその分解斜視図である。図２に示すように、Ｓｉよりなる基板１２の上面中央部には光導波路固定面１３が形成されており、また上面両端部には光ファイバ固定面１４が形成されている。光導波路固定面１３及び光ファイバ固定面１４の表面には表面改質膜１５が形成され、さらにその上には酸化膜１６が形成されている。
【００３３】
両光ファイバ固定面１４にはそれぞれ、光ファイバ１７を位置決めするためのＶ溝状をした光ファイバ位置決め溝１８が、基板１２の長手方向と平行に１本ないし複数本凹設されている。光導波路固定面１３と光ファイバ固定面１４との間では、基板１２の上面にそれぞれ全幅にわたる凹溝１９が形成されている。図１に示すように、凹溝１９の断面形状は側面方向から見て斜めに傾斜している。
【００３４】
光導波路２０は、透明なクラッド用樹脂からなる上クラッド部２１内に、上クラッド部２１よりも屈折率の高いコア用樹脂で成形された光導波路コア２２を埋め込んだものであり、上クラッド部２１及び光導波路コア２２の下面には上クラッド部２１と同じ屈折率の同じ樹脂により下クラッド部２３が形成されている。光導波路コア２２は、信号の合波、分波、合成、分岐などの目的に応じた構造を有しており、光導波路コア２２の端面は光導波路２０の両端面に露出している。光導波路２０は、下クラッド部２３側を酸化膜１６に接合され、光導波路固定面１３の上に実装されている。このとき光ファイバ位置決め溝とコアが精密にアライメントされ位置決めされている。上記クラッド用樹脂としては、フッ素を含んだアクリル樹脂等の透明樹脂が用いられている。また、この樹脂としては、アクリル樹脂以外の樹脂であっても、ＯＨ基を有する樹脂であればよい。また、ＯＨ基を有さない樹脂の場合でも、酸化膜１６の上にプライマなどを塗布するなどによって用いることができる。
【００３５】
各光ファイバ１７は、光ファイバ位置決め溝１８内に嵌り込むことによって左右方向及び上下方向の位置決めをされており、光ファイバ１７のコア中心が光導波路コア２２の端面の中心と一致するように位置決めされている。光ファイバ位置決め溝１８内に嵌った光ファイバ１７は、カバープレート２５の下面に設けられた窪み２４内に納められカバープレート２５によって上から押えられている。カバープレート２５は接着剤２６を用いて光ファイバ１７及び光ファイバ固定面１４の酸化膜１６に接着されている。この接着剤２６は、フッ素を含まない接着樹脂である。なお、カバープレート２５は用いないで、接着剤２６のみによって光ファイバ１７を基板１２に接着していてもよい。この際、ＯＨ基を有さない接着剤の場合でも、酸化膜１６の上にプライマなどを塗布するなどによって用いることができる。またフッ素を含有した接着剤を用いても良い。
【００３６】
図３は図１のＸ部を模式的に示した拡大図であって、基板１２と光導波路２０との接合部分を表わしている。Ｓｉからなる基板１２の表面にはＳｉＯｘからなる表面改質膜１５が形成されている。表面改質膜１５は、基板１２の表面を熱酸化させることによって形成されたＳｉＯｘ膜でもよく、基板１２の表面に酸素イオンビームを照射して酸素イオンを打ち込んだものでもよい。このような表面改質膜１５としては、ＳｉＯ２膜が構造上安定していて、基板１２との良好な密着性が得られるので、ＳｉＯ２膜が特に望ましい。従って、これ以降においては、主にＳｉＯ２膜からなる表面改質膜１５の場合について述べるが、ＳｉＯ２膜からなる表面改質膜１５はＳｉＯｘ膜からなる表面改質膜１５に置き換えることができる。表面改質膜１５の上にはスパッタ、ＣＶＤ法、蒸着などの堆積法によってＳｉＯｘを堆積させて酸化膜１６が成膜されている。
【００３７】
表面改質膜１５の膜厚ｔ１は、０.００５μｍ≦ｔ１≦３μｍであればよい。自然酸化膜は普通の状態では、０.００１μｍ（＝１０Å）くらいの膜厚しかなく、欠陥が多くて充分な密着力が得られないが、表面改質膜１５の膜厚ｔ１を０.００５μｍ（＝５０Å）以上にすれば一般的な装置を用いて欠陥の少なく表面改質膜１５を安定に成膜することができる。また、表面改質膜１５の膜厚ｔ１が３μｍ以下であれば、一般的な装置で作製可能であり、また破損させることなく熱酸化膜を作成することができるからである。さらに、表面改質膜１５の膜厚ｔ１は、上記範囲内のうちでも、特に０.０５μｍ≦ｔ１≦０.５μｍが好ましい。簡略なプロセスで表面改質膜１５が得られるためよく使用される熱酸化等を用いた方法においては、膜厚ｔ１が０.０５μｍ（＝５００Å）以上あれば安定したＳｉＯ２膜を形成でき、これ以下の膜厚ではＳｉリッチの組成になり、また分子構造が不均一になり密着性のばらつきが生じ、そのため酸化膜１６との密着性が下がるからである。また、膜厚ｔ１が０.５μｍ以下であれば、実製作上問題のない時間で表面改質膜１５を作成することができ、成膜コストを下げることができるからである。
【００３８】
酸化膜１６の膜厚ｔ２は、０.０２２μｍ＜ｔ２≦２μｍであればよい。酸化膜１６の膜厚ｔ２が０.０２２μｍ（＝２２０Å）よりも薄いと酸化膜１６がアイランド状になる恐れがあるが、０.０２２μｍ以上あれば酸化膜１６を層状に形成することができるからである。また、酸化膜１６の膜厚ｔ２が２μｍよりも厚いと膜自体の応力によって酸化膜１６が割れる恐れがあるので、酸化膜１６の膜厚は２μｍ以下とするのが好ましい。さらに。酸化膜１６の膜厚ｔ２は、上記範囲のうちでも、特に０.０５μｍ≦ｔ２≦１μｍが好ましい。酸化膜１６の膜厚ｔ２が０.０５μｍ（＝５００Å）以上あれば、表面に荒れなどの凹凸がある場合でも表面改質膜１５の全面を覆って酸化膜１６を層状に形成できるからである。また、酸化膜１６の膜厚ｔ２が１μｍ以下にすれば、実製作上問題のない時間で酸化膜１６を作成することができ、成膜コストを下げることができるからである。
【００３９】
酸化膜１６は、表面改質膜１５よりも密度（重量密度）が低くなっており、表面改質膜１５よりも元素の充填率がかなり小さくなっている。酸化膜１６であるＳｉＯｘにおけるｘの値は特に限定されず、例えばｘ＝２などであってもよいが、ＳｉＯｘ（１≦ｘ≦１.５）特にＳｉＯ１．３でＯＨ基が多く出ることが確認されており、後述のように酸化膜１６と樹脂層（下クラッド部２３）との密着力を高くできる。表面改質膜１５と酸化膜１６の密度比率としては、表面改質膜１５に対し、酸化膜１６が１未満〜０.６０の比率が密着性の強度が取れるためより良い。この際たとえばＳｉの場合、密度は表面改質膜１５が２.６〜２.１５ｇ／ｃｍ３、酸化膜１６が２.１５〜１.６ｇ／ｃｍ３であればよい。さらにこの際、同密度比率が０．９５以上であれば屋外の用途などに適したより高い信頼性レベルの密着性を実現できるためさらに良い。また、屈折率比率としては、表面改質膜１５の値が１に対し酸化膜１６は１未満〜０.８９の比率が密着性の強度が取れるためよりよく。この際たとえば、ＳｉＯ２の場合、表面改質膜１５が１.４７５〜１.４６０、酸化膜１６が１.４６０〜１.３２０の範囲であればよい。さらにこの際、同屈折率比率が０．９９以上であれば屋外の用途などに適したより高い信頼性レベルの密着性を実現できるためさらに良い。
【００４０】
光導波路２０を光導波路固定面１３の上に実装するに当たっては、上クラッド部２１の凹部内に光導波路コア２２を成形した後、基板１２の酸化膜１６の上にクラッド用樹脂を滴下し、光導波路コア２２が露出している面を下にして上クラッド部２１及び光導波路コア２２を光導波路固定面１３の上に重ねて押圧する。ついで、上クラッド部２１及び光導波路コア２２と酸化膜１６の間にクラッド用樹脂を押し広げて下クラッド部２３を成形すると共に酸化膜１６の上に光導波路２０を接合させている。このとき、使用する樹脂種を考え必要により密着性を上げるためにプライマなどを酸化膜上に塗布してから実装しても良い。またクラッド用樹脂はフッ素を含有しないものであればより強力な密着性が得られるためなおよい。
【００４１】
このような構造では、表面改質膜１５を形成されている基板１２の表面が化学変化して表面改質膜１５と強く結合しているので、基板１２と表面改質膜１５とは良好な密着性が得られ、表面改質膜１５が基板１２から剥がれることはない。また、酸化膜１６はスパッタ、ＣＶＤ等によりエネルギーを与えられた付着物（堆積膜）として表面改質膜１５の上に成膜されるので、表面改質膜１５と酸化膜１６とは充分に強固な化学結合が得られる。しかも、表面改質膜１５（ＳｉＯ２膜）と酸化膜１６（ＳｉＯｘ膜）とは、同じ元素で構成されているため化学結合し易く、基板１２上に直接酸化膜１６を形成するよりも高い密着性が得られる。
【００４２】
膜の密度が高いと互いの分子どうしがくっつき合ってＯＨ基の結合手が出る比率が少なくなるが、膜の密度が低いと互いにくっつき合う分子が少なくなってＯＨ基の余っている結合手が多くなる。また、密度が高いと膜の表面のＯＨ基しか現れないが、密度が低くなると分子の充填率が小さくなるので、膜内部のＯＨ基も外に現れて結合し易くなる。因みに、密度が低くなると密着性が向上する点は、実験データからも確認された。よって、この実施例１のように、酸化膜１６の密度が表面改質膜１５の密度よりも低くなっていれば、ＯＨ基の結合手が数多く現れ、そのため酸化膜１６のＯＨ基と光導波路２０を構成する樹脂のＯＨ基とが反応しやすくなり（ＯＨ基とＯＨ基とが反応して−Ｏ−となる。）、酸化膜１６と光導波路２０との間で強い密着性が得られる。特に、光導波路２０の光学的性能を向上させるために光導波路２０、特に上クラッド部２１及び下クラッド部２３を構成する樹脂にフッ素が含まれている場合でも、酸化膜１６と光導波路２０との間で強い密着力が得られる。よって、このような構成によれば、基板１２と表面改質膜１５の間、表面改質膜１５と酸化膜１６の間、酸化膜１６と光導波路２０の間のいずれでも強い密着力を得ることができ、剥離が生じないように光導波路２０を強い密着力で基板１２の上に実装させることができる。
【００４３】
また、基板１２の表面、表面改質膜１５の表面、酸化膜１６の表面のうち任意の表面あるいは全ての表面をエッチングやサンドブラストによって荒らして粗面としておいてもよい。粗面の荒さとしては、十分の数μｍ〜１μｍ程度が好ましい。これらの表面を荒らしておけば、表面積増加に加えミクロなアンカー効果によりその上の部材（つまり、表面改質膜１５、酸化膜１６、下クラッド部２３）との密着性をより高めることができる。基板などの下側の層を荒らしておけばその上の層は粗さは小さくなるものの荒れが再現されるため各層を荒らさずとも一定の効果が得られる。
【００４４】
図４は図１のＹ部を模式的に示した拡大図であって、基板１２とカバープレート２５との接合部分を表わしている。この接合部分も図３に示した基板１２と光導波路２０との接合部分と同様な構成となっている。よって、基板１２と光導波路２０との接合と同じ理由により、基板１２と表面改質膜１５の間、表面改質膜１５と酸化膜１６の間、酸化膜１６と接着剤２６の間のいずれでも強い密着力を得ることができ、剥離が生じないように強い密着力で接着剤２６を基板１２の上に付着させることができる。さらに、この箇所では、フッ素を含まない接着剤２６を用いているので、接着剤２６と酸化膜１６との密着力は光導波路２０と酸化膜１６との密着力よりも大きくなる。なお、カバープレート２５は、接着剤２６と接着性のよい材料のものを選択すればよく、また、カバープレート２５は無くても差し支えない。
【００４５】
よって、実施例１の光導波路モジュール１１によれば、基板１２の上に強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。このとき使用する接着剤はフッ素を含有するものであっても十分な密着性を得られるため差し支えない。
【００４６】
なお、表面改質膜１５の上に形成する酸化膜１６としては、基板１２や表面改質膜１５と同種の材料が好ましく、特にＯＨ基による結合手を多く持つスパッタ等によるＳｉＯｘが好ましい。しかし、ＴｉＯｘ、ＡｌＯｘ（特に、Ａｌ２Ｏ３）等の異種材料であってもＯＨ基を有するものであればよい。基板１２等と異種材料の場合でも、基板１２に直接酸化膜１６を形成するよりも、表面改質膜１５（ＳｉＯ２）の上から酸化膜１６を形成する方が密着力が高くなる。
【実施例２】
【００４７】
図５は、本発明の実施例２による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００４８】
実施例２では、Ｓｉからなる基板１２の上面に熱酸化等により表面改質膜１５（ＳｉＯ２膜）が形成され、その上に２層の酸化膜１６ａ、１６ｂが形成され、その上に樹脂層２７が接合されている。ここで、樹脂層２７とは、実施例１の光導波路２０又は接着剤２６であり、説明を簡略にするためにこれ以降は光導波路２０及び接着剤２６をまとめて樹脂層２７で表わすことにする。
【００４９】
表面改質膜１５に接する下側の酸化膜１６ａと樹脂層２７に接する上側の酸化膜１６ｂとはいずれもスパッタにより成膜されたＳｉＯｘ膜であるが、上側の酸化膜１６ｂの方が下側の酸化膜１６ａよりも密度（重量密度）が低くなっている。かかる構成によれば、下側の酸化膜１６ａは密度が比較的高いために表面改質膜１５と化学結合し易く、表面改質膜１５と酸化膜１６ａとの密着力が大きくなる。また、上側の酸化膜１６ｂは密度が比較的低いので、樹脂層２７と結合するＯＨ基の結合手が増加すると共に酸化膜１６ｂの凹凸が大きくなり、酸化膜１６ｂと樹脂層２７との密着力が大きくなる。もちろん、酸化膜１６ａと酸化膜１６ｂは密度が異なるだけであるから、たがいの密着性も高いものである。
【００５０】
よって、実施例２によれば、樹脂層２７の基板１２への接着強度がより大きくなって樹脂層２７が剥離しにくくなり、基板１２の上により強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。
【００５１】
図６に示すものは実施例２の変形例であって、ＳｉＯ２からなる表面改質膜１５の上に３層以上の酸化膜（ＳｉＯｘ）が積層されている。これらの酸化膜を下層から順に酸化膜１６ａ、酸化膜１６ｂ、酸化膜１６ｃ、酸化膜１６ｄとすると、これらの酸化膜１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは互いに密度が異なっている（最下層の酸化膜１６ａと最上層の酸化膜１６ｄを除けば、一部密度が同じであっても差し支えない。）。酸化膜１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの密度をｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４とすれば、好ましくは密度が、
ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４
となっている。しかし、ｎ１＞ｎ４となっていれば、表面改質膜１５と酸化膜１６ａの密着性と、酸化膜１６ｄと樹脂層２７の密着性を高めることができるので、中間の酸化膜１６ｂ、１６ｃの密度は任意でよい。例えば、
ｎ２＞ｎ１＞ｎ３＞ｎ４
などとなっていても差し支えない。
【実施例３】
【００５２】
図７は、本発明の実施例３による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００５３】
実施例３では、Ｓｉからなる基板１２の上面に熱酸化等により表面改質膜１５（ＳｉＯ２膜）が形成され、その上にスパッタによって酸化膜１６が形成され、その上に樹脂層２７が接合されている。酸化膜１６は厚み方向で密度が変化しており、下面側から上面側に向けて徐々に、あるいは段階的に密度が低くなっている。
【００５４】
実施例３でも、酸化膜１６は下面側で密度が高いために表面改質膜１５と化学結合し易く、表面改質膜１５と酸化膜１６との密着力が大きくなる。また、酸化膜１６は上面側で密度が低いので、樹脂層２７と結合するＯＨ基の結合手が増加すると共に酸化膜１６の凹凸が大きくなり、酸化膜１６と樹脂層２７との密着力が大きくなる。
【００５５】
よって、実施例３によれば、樹脂層２７の基板１２への接合強度がより大きくなって樹脂層２７が剥離しにくくなり、基板１２の上により強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
また、実施例３においても、酸化膜１６の密度は下面側から上面側に向けて徐々に減少する場合に限らない。表面改質膜１６に隣接する側における酸化膜１６の密度よりも、樹脂層２７に隣接する側における酸化膜１６の密度の方が小さくなっていれば、その中間では酸化膜１６の密度がどのように変化していても差し支えない。
【実施例４】
【００５７】
図８は、本発明の実施例４による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００５８】
実施例４においては、Ｓｉからなる基板１２の表面に窒化膜（ＳｉＮ）からなる表面改質膜１５が形成されている。表面改質膜１５は、窒素ガス雰囲気中で基板１２を加熱することによって基板１２の表面に窒化膜を形成したものでもよく、あるいは窒素イオンビームを照射して基板１２の表面に窒素イオンを打ち込んだものであってもよい。
【００５９】
酸化膜１６はＳｉＯｘと他の物質（この場合はＳｉＮ）との混合物（ＳｉＮ／ＳｉＯｘ）又は化合物（ＳｉＮ1-ｘＯｘ）であって、厚み方向で両物質の組成比が次第に変化している。すなわち、酸化膜１６の密度は表面改質膜１５の密度よりも低くなっており、そのＳｉＯｘの組成は下面側から上面側に向かうに従って次第に大きくなっており、ＳｉＮの組成は下面側から上面側に向かうに従って次第に小さくなっている。表面改質膜１５と接触する酸化膜１６の下面はＳｉＮであり、樹脂層２７と接触する酸化膜１６の上面はＳｉＯｘである。
【００６０】
Ｓｉ基板の表面に形成された窒化膜（ＳｉＮ）がＳｉ基板の表面に化学結合して強固に密着することは良く知られているので、実施例４においても表面改質膜１５は基板１２に強固に密着する。しかし、窒化膜の表面改質膜１５はＯＨ基を出さないので、酸化膜１６の組成を下方から上方へ向けて窒化膜から酸化膜へと次第に変化させ、酸化膜１６の上面ではＯＨ基を出すようにしている。よって、表面改質膜１５と酸化膜１６の下面とは同じ材料であるから強固に密着する。また、酸化膜１６の密度が表面改質膜１５の密度よりも低いので、酸化膜１６の上面においてはＯＨ基による結合手が多くなり、酸化膜１６の上面と樹脂層２７との密着性も高くなる。このように、表面改質膜と酸化膜で異種の材料を用いる場合、酸化膜の密度が表面改質膜より低いというのは、酸化膜の密度が同種の表面改質膜の密度より低いことも含む。つまり、異種の材料において密度の高い低いを比較することには、それぞれの材料における表面改質膜の密度で規格化した密度と比較することを含む。
【００６１】
従って、実施例４によっても、樹脂層２７の基板１２への接合強度がより大きくなって樹脂層２７が剥離しにくくなり、基板１２の上により強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
上記実施例４においては、Ｓｉ基板（基板１２）の上にＳｉＮからなる表面改質膜を形成していたが、Ｓｉ基板の上であれば、ＳｉＯ２やＳｉＣなどの珪素化合物を表面改質膜を形成してもよい。また、基板１としてＴｉ基板やＡｌ基板等の金属基板を用いてもよく、その場合には表面改質膜として、ＴｉＯｘやＡｌＯｘなどの金属酸化物、ＴｉＮやＡｌＮなどの金属窒化物、ＴｉＣなどの金属炭化物などを基板上に形成することもできる。
【００６３】
特に、表面改質膜がＳｉＯ２であれば基板及び酸化膜と強力な密着性が得られ、また半導体製造工程を利用できるのでもっとも好ましい。また、この場合基板がＳｉ基板であれば、表面改質膜と密着性がよく、ＳｉＯ２を表面改質膜として形成しやすく、また異方性エッチングにより高精度にファイバ位置決め溝などの機能形状を作製でき、もっとも望ましい。さらに、表面改質膜がＴｉＯｘ又はＡｌＯｘの場合にも、基板及び酸化膜との良好な密着性が得られるため、これらも好ましい。また、これらの表面改質膜を用いる場合には、基板としてそれぞれＴｉ基板又はＡｌ基板を用いれば、これら表面改質膜と密着性がよく、また成膜も容易である。
【００６４】
また、酸化膜としては、特にＳｉＯｘが望ましい。ＳｉＯｘの酸化膜によれば、表面改質膜および樹脂層と強力な密着性が得られ、また半導体製造工程で成膜できるので最も望ましい。ついで、ＴｉＯｘ、ＡｌＯｘ等の金属酸化膜からなる酸化膜も、表面改質膜や樹脂層と良好な密着性を得られる。
【実施例５】
【００６５】
図９は、本発明の実施例５による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００６６】
実施例５においては、Ｔｉよりなる基板１２の上面に熱酸化等によってＴｉＯｘからなる表面改質膜１５が形成されている。さらに表面改質膜１５の上には、スパッタやＣＶＤにより堆積されたＴｉＯｘからなる酸化膜１６が形成されている。この酸化膜１６は、表面改質膜１５よりも密度が小さくなっており、その上に樹脂層２７が接合されている。
【００６７】
このような構造であっても、熱酸化等による表面改質膜１５は基板１２に強固に密着している。また、表面改質膜１５と酸化膜１６は同じ材料であり、しかも酸化膜１６が表面改質膜１５の上に堆積するときにエネルギーをもって堆積するので、表面改質膜１５と酸化膜１６も強固に密着する。さらに、酸化膜１６は表面改質膜１５よりも密度が小さいので、酸化膜１６の表面側には表面改質膜１５よりも多くのＯＨ基による結合手が現れて強固に樹脂層２７と接合する。
【００６８】
よって、実施例５によっても、樹脂層２７の基板１２への接合強度がより大きくなって樹脂層２７が剥離しにくくなり、基板１２の上により強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。
【００６９】
図１０は実施例５の変形例を示す断面図である。この変形例では、酸化膜１６として実施例５のＴｉＯｘに代えて、表面改質膜１５よりも密度の低いＳｉＯｘを用いている。酸化膜１６をＳｉＯｘとしても同種のＴｉＯｘ酸化膜を用いるより密着性は劣るが、ＴｉＯｘからなる表面改質膜１５との密着性には問題ないので、この変形例でも基板１２の上に強固に光導波路２０を接合することができる。さらに密着度を上げるため実施例４のようにＳｉＯｘとＴｉＯｘの組成比を変更して境界をなくして密着度を得る方法もあり、この方が密着力の点でなお良い。
【実施例６】
【００７０】
図１１は、本発明の実施例６による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００７１】
実施例６においては、Ａｌよりなる基板１２の上面に熱酸化等によってＡｌＯｘからなる表面改質膜１５が形成されている。さらに表面改質膜１５の上には、スパッタやＣＶＤにより堆積されたＡｌＯｘからなる酸化膜１６が形成されている。この酸化膜１６は、表面改質膜１５よりも密度が小さくなっており、その上に樹脂層２７が接合されている。
【００７２】
このような構造であっても、熱酸化等による表面改質膜１５は基板１２に強固に密着している。また、表面改質膜１５と酸化膜１６は同じ材料であり、しかも酸化膜１６が表面改質膜１５の上に堆積するときにエネルギーをもって堆積するので、表面改質膜１５と酸化膜１６も強固に密着する。さらに、酸化膜１６は表面改質膜１５よりも密度が小さいので、酸化膜１６の表面側には表面改質膜１５よりも多くのＯＨ基による結合手が現れて強固に樹脂層２７と接合する。
【００７３】
よって、実施例６によっても、樹脂層２７の基板１２への接合強度がより大きくなって樹脂層２７が剥離しにくくなり、基板１２の上により強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。
【実施例７】
【００７４】
図１２は、本発明の実施例７による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００７５】
実施例７にあっては、基板１２の表面に凹凸２８ａを形成している。この実施例では基板１２の表面に凹凸２８ａを形成しているので、表面改質膜１５にも凹凸２８ｂができ、さらに酸化膜１６にも凹凸２８ｃができる。そのため、凹凸２８ａ、２８ｂ、２８ｃによって基板１２、表面改質膜１５及び酸化膜１６の表面積を大きくすることができ、それによって基板１２と表面改質膜１５、表面改質膜と酸化膜、酸化膜と樹脂それぞれの密着性を向上させることができる。また加えて基板や膜の表面を荒らしておけば更なる表面積増とアンカー効果が得られるため、より良い。このような基板においても、表面改質膜、酸化膜の厚さは均一に形成できるため、実施例１のようなモジュールを基板１２上に作製する際にも、ファイバ位置決め溝とコアの高さが精密にアライメントされ位置決めできる。
【実施例８】
【００７６】
図１３は、本発明の実施例８による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００７７】
実施例８にあっては、樹脂層２７の上にＳｉやガラスからなる補強部材２９を設けている。補強部材２９を上面に貼り付けると、使用時の歪みなどを軽減することができるので、各層の膜界面に応力が発生しにくくなり、各層間の密着性がより向上する。
【００７８】
また、補強部材２９は基板１２と同じ熱膨張率を有するものが好ましい。基板１２と同じ熱膨張率を有する補強部材２９を用いれば、周囲温度の変化に伴う基板樹脂積層構造体の反りを防止することができる。
【００７９】
なお、上記各実施例では、酸化膜の密度が表面改質膜の密度よりも小さくなっていたが、同一組成、同一組成比を持つ透明物質の場合では、その密度が小さいほど屈折率が小さいということができるので、表面改質膜よりも屈折率が小さい酸化膜といってもよい。このように、表面改質膜と酸化膜で異種の材料を用いる場合、酸化膜の屈折率が表面改質膜より低いというのは、酸化膜の密度が同種（同一組成、同一組成比）の表面改質膜の屈折率より低いことも含む。つまり、異種の材料において屈折率の高い低いを比較することには、それぞれの材料における表面改質膜の屈折率で規格化した屈折率と比較することを含む。
【００８０】
また、酸化膜１６の上面と樹脂層２７との間には、樹脂層２７の密着性をさらに上げるための層（膜）を形成しておいてもよい。たとえば、カップリング剤やプライマなどが挙げられる。このようなケースも本発明の範囲に入ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、本発明の実施例１を示す光導波路モジュールの側面図である。
【図２】図２は、実施例１の光導波路モジュールの分解斜視図である。
【図３】図３は、図１のＸ部を模式的に示した拡大図である。
【図４】図４は、図１のＹ部を模式的に示した拡大図である。
【図５】図５は、本発明の実施例２による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２の変形例を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施例３による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施例４による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施例５による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図１０】図１０は、実施例５の変形例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例６による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例７による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例８による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１１ 光導波路モジュール
１２ 基板
１３ 光導波路固定面
１４ 光ファイバ固定面
１５ 表面改質膜
１６ 酸化膜
１６ａ、１６ｂ 酸化膜
１７ 光ファイバ
１８ 光ファイバ位置決め溝
１９ 凹溝
２０ 光導波路
２１ 上クラッド部
２２ 光導波路コア
２３ 下クラッド部
２４ 窪み
２５ カバープレート
２６ 接着剤
２７ 樹脂層
２８ 凹凸
２９ 補強部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板樹脂積層構造体及び光導波路モジュールに関し、具体的にいうと、Ｓｉ基板等の基板の表面に樹脂層を積層した基板樹脂積層構造体において、樹脂層と基板との接合強度を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
いろいろな技術分野においてＳｉ基板の表面に樹脂層を積層一体化させた基板樹脂積層構造体が用いられているが、樹脂層とＳｉ基板との接合強度を得ることは難しい。そのため、樹脂層とＳｉ基板との接合強度を得るためには、中間層を設けて密着力を確保することが一般的である。
【０００３】
一方、熱酸化膜（シリコン酸化膜）はＳｉ基板に対して非常に強い密着膜となることは、一般的に知られている。しかし、特許文献１などに記載されているように、熱酸化膜では樹脂層と高い密着性が得られない。特に、Ｓｉ基板の上に光導波路を接合させた光導波路モジュールの場合には、アクリル樹脂からなる光導波路にフッ素を混入させて光導波路の性能向上を図っているので、光導波路中のフッ素が析出して光導波路とＳｉ基板との密着を妨げる。そのため、Ｓｉ基板と光導波路の接合強度を得ることは困難であった。
【０００４】
よって、樹脂層とＳｉ基板との間の中間層としては、一般に、有機ジルコニウムや酸化チタンなどが含まれたカップリング剤を用いるか、フッ素を含有しない樹脂が用いられている。あるいは、両者を併用する場合もある。
【０００５】
しかしながら、有機ジルコニウムや酸化チタンなどを含むカップリング剤を中間層として用いた場合には、特許文献２に記載されているように、カップリング剤に含まれている粒子が起点となって中間層にクラックやスポットが成長し、粒子位置から中間層の剥離が拡がるために強固な密着膜を得ることができなかった。これを防止しようとすれば、フィルタなどを通してカップリング剤に含まれる粒子を除去しなければならず、工程数が多くなる不都合があると共に粒子を完全に除去することは困難であった。
【０００６】
フッ素を含有しない樹脂を中間層として用いた場合には、密着性は改善されるものの、その密着性は未だ不十分であった。また、フッ素を含有しない樹脂を用いて中間層を形成する場合には、当該樹脂の塗布厚を正確に制御することが困難であるため、中間層を目的とする厚みにすることが難しかった。さらに、Ｓｉ基板の表面に凹凸があった場合には、通常のプロセスではフッ素を含有しない樹脂をＳｉ基板の凸部上の表面に均一に塗布することができない。また、光学部品等の部品をその上に載せる場合において、サブミクロンオーダーでアライメント及び位置決めを要求される場合にはアライメントおよび位置決めができず、また均等な密着力を得ることができなかった。
【０００７】
たとえば、Ｓｉ基板の表面にフッ素を含有しない樹脂を一般的に最も良く使われるスピンコータで塗布する場合には、回転数、時間、温度、樹脂粘度などを厳密に管理していても塗膜の厚みがばらつく。しかも、塗膜を多層にすると、さらに誤差が大きくなって厚みのばらつきがより大きくなる。また、スピンコート法では、使用する樹脂溶液のうちＳｉ基板に塗布される量はほんの一部で、大半が塗膜となることなく廃棄されるため、樹脂溶液の消費量が大きい。よって、中間層として使用される樹脂の無駄が大きく、費用的なロスが大きかった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１０００５５号公報
【特許文献２】特開２００５−７５９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、Ｓｉ基板等の基板の表面に樹脂層を積層した基板樹脂積層構造体において、新規な構造の中間層を用いて樹脂層と基板との接合強度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる第１の基板樹脂積層構造体は、基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりも密度の低い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂層が形成されている。酸化膜とは、酸化物を含む膜であって、酸化物とその他の物質（例えば窒化物）との混合物でもよい。また、酸化膜の密度が厚み方向で変化している場合には、樹脂層と接触している酸化膜上面の密度が表面改質膜の密度よりも低ければよい。樹脂層は、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、常温硬化型樹脂などどのような樹脂でも用いることができる。必要に応じて酸化膜上にプライマ等を塗布した上で樹脂層を形成してもよい。
【００１１】
本発明の発明者らは、鋭意研究の結果、樹脂層と中間層との密着性は、結合に寄与するＯＨ基の数の問題であることに想到した。すなわち、中間層の密度が高いと互いの分子どうしがくっつき合ってＯＨ基の結合手が出る比率が少なくなるが、中間層の密度が低いと互いにくっつき合う分子が少なくなってＯＨ基の余っている結合手が多くなる。また、密度が高いと膜の表面のＯＨ基しか現れないが、密度が低くなると分子の充填率が小さくなるので、膜内部のＯＨ基も外に現れて結合し易くなる。
【００１２】
本発明の第１の基板樹脂積層構造体は、かかる見知に基づいてなされたものであり、表面改質膜よりも密度の低い酸化膜を表面改質膜の上に形成しているので、表面改質膜の場合よりも多くのＯＨ基の結合手が酸化膜に現れる。そのため酸化膜のＯＨ基と樹脂層のＯＨ基（あるいは、プライマ等を塗布している場合には、プライマ等のＯＨ基でもよい。）とが反応しやすくなり、酸化膜と樹脂層との間で強い密着性が得られる。また、表面改質膜も基板の表面に強固に形成されており、酸化膜は表面改質膜の上にエネルギーを与えられた堆積膜として強い密着性でもって成膜されるので、樹脂層を強い密着性で基板の上に接合させることができる。
【００１３】
本発明の第１の基板樹脂積層構造体のある実施態様は、前記酸化膜が２層以上形成され、このうちいずれか任意の２層の酸化膜について、前記基板に近い側に位置する酸化膜よりも、前記基板から遠い側に位置する酸化膜の方が密度が低くなっている。かかる実施態様にあっては、表面改質膜側で酸化膜の密度が大きくなっているので、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜の密度が小さくなっているので、酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００１４】
本発明の第１の基板樹脂積層構造体の別な実施態様は、前記酸化膜が２層以上形成され、前記表面改質膜に隣接する酸化膜よりも、前記樹脂層に隣接する酸化膜の方が密度が低くなっている。かかる実施態様にあっても、表面改質膜側で酸化膜の密度が大きくなっているので、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜の密度が小さくなっているので、酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。中間の酸化膜の密度は特に問題としなくても、酸化膜どうしは密度が異なっていても強い密着性を持つ。
【００１５】
本発明の第１の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記酸化膜が前記基板に近い側から遠い側に向けて次第に密度が低くなっている。なお、この場合、酸化膜が酸化物と他の物質との混合物又は化合物であって、酸化物と他の物質との組成比が徐々に変化しているものであってもよい。かかる実施態様にあっても、表面改質膜側で酸化膜の密度が大きくなっているので、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜の密度が小さくなっているので、酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００１６】
本発明の第１の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記酸化膜は前記基板の表面に垂直な方向で密度が変化しており、前記表面改質膜に隣接する領域よりも、前記樹脂層に隣接する領域の方が密度が低くなっている。かかる実施態様にあっても、表面改質膜側で酸化膜の密度が大きくなっているので、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜の密度が小さくなっているので、酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。中間の酸化膜の密度は特に問題としなくても、酸化膜どうしは密度が異なっていても強い密着性を持つ。
【００１７】
本発明の第２の基板樹脂積層構造体は、基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりもＯＨ基の数密度の多い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂層が形成されていることを特徴としている。表面改質膜よりもＯＨ基の数密度の少ない酸化膜を形成することにより酸化膜と樹脂層との密着性を高めることができ、樹脂層を基板の上に強固に接合させることができる。
【００１８】
本発明の第２の基板樹脂積層構造体のある実施態様は、前記酸化膜が２層以上形成され、このうちいずれか任意の２層の酸化膜について、前記基板に近い側に位置する酸化膜よりも、前記基板から遠い側に位置する酸化膜の方がＯＨ基の数密度が大きくなっている。かかる実施態様にあっては、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００１９】
本発明の第２の基板樹脂積層構造体の別な実施態様は、前記酸化膜が２層以上形成され、前記表面改質膜に隣接する酸化膜よりも、前記樹脂層に隣接する酸化膜の方がＯＨ基の数密度が大きくなっている。かかる実施態様にあっては、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００２０】
本発明の第２の基板樹脂積層構造体の別な実施態様は、前記酸化膜は、前記基板に近い側から遠い側に向けて次第にＯＨ基の数密度が大きくなっている。かかる実施態様にあっては、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００２１】
本発明の第２の基板樹脂積層構造体の別な実施態様は、前記酸化膜は前記基板の表面に垂直な方向で密度が変化しており、前記表面改質膜に隣接する領域よりも、前記樹脂層に隣接する領域の方がＯＨ基の数密度が大きくなっている。かかる実施態様にあっては、酸化膜と表面改質膜が化学結合で結合する分子数が多くなり、酸化膜と表面改質膜との密着性が高くなる。一方、樹脂層側で酸化膜にＯＨ基による結合手が出やすく、より強固に樹脂層を接合させることができる。
【００２２】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体における基板としては、Ｓｉ基板を用いることができる。この場合には、表面改質膜として、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＣ、ＳｉＮ等の珪素化合物を用いることができる。また、酸化膜としては、ＳｉＯｘや、ＴｉＯｘ又はＡｌＯｘなどの金属酸化膜を用いることができる。また、表面改質膜の上に酸化膜を堆積させる手段としてはスパッタ、ＣＶＤ法、蒸着などの堆積法を用いることができる。スパッタ、ＣＶＤ法、蒸着などの堆積法によれば、酸化膜に活性を有するＯＨ基が数多く生じる。この中でもスパッタやＣＶＤ法によれば特に酸化膜に活性を有するＯＨ基が数多く生じるのでよい。
【００２３】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体における基板としては、Ｔｉ基板やＡｌ基板等の金属基板を用いることができる。この場合には、表面改質膜として、ＴｉＯｘ、ＡｌＯｘなどの金属酸化膜や、金属炭化膜、金属窒化膜を用いることができる。また、酸化膜としては、ＳｉＯｘや、ＴｉＯｘ又はＡｌＯｘなどの金属酸化膜を用いることができる。また、表面改質膜の上に酸化膜を堆積させる手段としてはスパッタ、ＣＶＤ法、蒸着などの堆積法を用いることができる。スパッタ、ＣＶＤ法、蒸着などの堆積法によれば、酸化膜に活性を有するＯＨ基が数多く生じる。この中でもスパッタやＣＶＤ法によれば特に酸化膜に活性を有するＯＨ基が数多く生じるのでよい。
【００２４】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記基板の表面及び／又は前記表面改質膜の表面及び／又は前記酸化膜の表面が荒れていることを特徴としている。表面を荒らす方法としてはエッチングやサンドブラストによればよく、荒さとしては十分の数μｍ〜１μｍ程度が好ましい。かかる実施態様においては、基板の表面及び／又は表面改質膜の表面及び／又は酸化膜の表面が荒れているので、表面積が増すことに加えミクロなアンカー効果により基板と表面改質膜の間、表面改質膜と酸化膜の間、あるいは酸化膜と樹脂層との間の密着性をより高めることができる。またこの際、基板などの下側の層のみを荒らしておけばその上の膜は、粗さは小さくなるものの荒れが再現される。このため各層を荒らさずとも一定の効果が得られる。
【００２５】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記基板の表面に凹凸が存在していることを特徴としている。かかる実施態様にあっては、基板の表面に凹凸が形成されていて表面積が大きくなっているので、基板と表面改質膜の間の密着性をより高めることができる。さらに、凸凹形状はその上に形成される表面改質膜や酸化膜の形状においても再現若しくは複製されるので、表面改質膜と酸化膜の間、酸化膜と樹脂層との間の密着性をより高めることができる。またこれに加え、凸凹を形成された基板の各層をエッチングやサンドブラストにより表面を微小に荒らすことで更なる表面積増とミクロなアンカー効果により基板と表面改質膜の間、表面改質膜と酸化膜の間、酸化膜と樹脂層との間の密着性をより高めることができる。またこの際、基板などの下側の層のみを荒らしておけば、その上に形成される膜の粗さは小さくなるものの荒れが再現される。このため各層を荒らさずとも一定の効果が得られる。
【００２６】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記樹脂層がフッ素を含有していることを特徴としている。樹脂層が光学部品特に光導波路の場合には、樹脂にフッ素を含有させることにより光学性能を向上させることができる。しかし、一方で樹脂層にフッ素を含ませると酸化膜と樹脂層との間の密着性が低下する恐れがあるが、本発明によれば樹脂層にフッ素が含まれている場合でも充分な密着性を得ることができる。
【００２７】
本発明の第１又は第２の基板樹脂積層構造体のさらに別な実施態様は、前記表面改質膜と前記酸化膜が同一元素によって構成されていることを特徴としている。かかる実施態様では、表面改質膜と酸化膜とが同じ元素で構成されているため化学結合し易く、表面改質膜と酸化膜との密着性がより向上する。
【００２８】
なお、本発明の基板樹脂積層構造体においては、基板として金属基板を用いることもできる。そして、金属基板を用いた場合には、その上に形成する表面改質膜として、ＡｌＯｘ（酸化アルミニウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＴｉＯｘ（酸化チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＣ（炭化チタン）といった酸化物や窒化物、炭化物などを用いることができる。
【００２９】
本発明にかかる光導波路モジュールは、基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりも密度の低い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂により形成された光導波路が接合されていることを特徴としている。かかる光導波路モジュールは、本発明の第１の基板樹脂積層構造体の構成を光導波路モジュールに適用したものであるので、基板の上に光導波路を強固に接合させることができる。
【００３０】
なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。以下に述べる実施例では、光導波路モジュールを例にとってに説明するが、本発明は光導波路モジュールに限定されるものでなく、基板と樹脂層との接合部位において広く用いることが可能である。
【実施例１】
【００３２】
図１は本発明の一実施例を示す光導波路モジュール１１の側面図、図２はその分解斜視図である。図２に示すように、Ｓｉよりなる基板１２の上面中央部には光導波路固定面１３が形成されており、また上面両端部には光ファイバ固定面１４が形成されている。光導波路固定面１３及び光ファイバ固定面１４の表面には表面改質膜１５が形成され、さらにその上には酸化膜１６が形成されている。
【００３３】
両光ファイバ固定面１４にはそれぞれ、光ファイバ１７を位置決めするためのＶ溝状をした光ファイバ位置決め溝１８が、基板１２の長手方向と平行に１本ないし複数本凹設されている。光導波路固定面１３と光ファイバ固定面１４との間では、基板１２の上面にそれぞれ全幅にわたる凹溝１９が形成されている。図１に示すように、凹溝１９の断面形状は側面方向から見て斜めに傾斜している。
【００３４】
光導波路２０は、透明なクラッド用樹脂からなる上クラッド部２１内に、上クラッド部２１よりも屈折率の高いコア用樹脂で成形された光導波路コア２２を埋め込んだものであり、上クラッド部２１及び光導波路コア２２の下面には上クラッド部２１と同じ屈折率の同じ樹脂により下クラッド部２３が形成されている。光導波路コア２２は、信号の合波、分波、合成、分岐などの目的に応じた構造を有しており、光導波路コア２２の端面は光導波路２０の両端面に露出している。光導波路２０は、下クラッド部２３側を酸化膜１６に接合され、光導波路固定面１３の上に実装されている。このとき光ファイバ位置決め溝とコアが精密にアライメントされ位置決めされている。上記クラッド用樹脂としては、フッ素を含んだアクリル樹脂等の透明樹脂が用いられている。また、この樹脂としては、アクリル樹脂以外の樹脂であっても、ＯＨ基を有する樹脂であればよい。また、ＯＨ基を有さない樹脂の場合でも、酸化膜１６の上にプライマなどを塗布するなどによって用いることができる。
【００３５】
各光ファイバ１７は、光ファイバ位置決め溝１８内に嵌り込むことによって左右方向及び上下方向の位置決めをされており、光ファイバ１７のコア中心が光導波路コア２２の端面の中心と一致するように位置決めされている。光ファイバ位置決め溝１８内に嵌った光ファイバ１７は、カバープレート２５の下面に設けられた窪み２４内に納められカバープレート２５によって上から押えられている。カバープレート２５は接着剤２６を用いて光ファイバ１７及び光ファイバ固定面１４の酸化膜１６に接着されている。この接着剤２６は、フッ素を含まない接着樹脂である。なお、カバープレート２５は用いないで、接着剤２６のみによって光ファイバ１７を基板１２に接着していてもよい。この際、ＯＨ基を有さない接着剤の場合でも、酸化膜１６の上にプライマなどを塗布するなどによって用いることができる。またフッ素を含有した接着剤を用いても良い。
【００３６】
図３は図１のＸ部を模式的に示した拡大図であって、基板１２と光導波路２０との接合部分を表わしている。Ｓｉからなる基板１２の表面にはＳｉＯｘからなる表面改質膜１５が形成されている。表面改質膜１５は、基板１２の表面を熱酸化させることによって形成されたＳｉＯｘ膜でもよく、基板１２の表面に酸素イオンビームを照射して酸素イオンを打ち込んだものでもよい。このような表面改質膜１５としては、ＳｉＯ２膜が構造上安定していて、基板１２との良好な密着性が得られるので、ＳｉＯ２膜が特に望ましい。従って、これ以降においては、主にＳｉＯ２膜からなる表面改質膜１５の場合について述べるが、ＳｉＯ２膜からなる表面改質膜１５はＳｉＯｘ膜からなる表面改質膜１５に置き換えることができる。表面改質膜１５の上にはスパッタ、ＣＶＤ法、蒸着などの堆積法によってＳｉＯｘを堆積させて酸化膜１６が成膜されている。
【００３７】
表面改質膜１５の膜厚ｔ１は、０.００５μｍ≦ｔ１≦３μｍであればよい。自然酸化膜は普通の状態では、０.００１μｍ（＝１０Å）くらいの膜厚しかなく、欠陥が多くて充分な密着力が得られないが、表面改質膜１５の膜厚ｔ１を０.００５μｍ（＝５０Å）以上にすれば一般的な装置を用いて欠陥の少なく表面改質膜１５を安定に成膜することができる。また、表面改質膜１５の膜厚ｔ１が３μｍ以下であれば、一般的な装置で作製可能であり、また破損させることなく熱酸化膜を作成することができるからである。さらに、表面改質膜１５の膜厚ｔ１は、上記範囲内のうちでも、特に０.０５μｍ≦ｔ１≦０.５μｍが好ましい。簡略なプロセスで表面改質膜１５が得られるためよく使用される熱酸化等を用いた方法においては、膜厚ｔ１が０.０５μｍ（＝５００Å）以上あれば安定したＳｉＯ２膜を形成でき、これ以下の膜厚ではＳｉリッチの組成になり、また分子構造が不均一になり密着性のばらつきが生じ、そのため酸化膜１６との密着性が下がるからである。また、膜厚ｔ１が０.５μｍ以下であれば、実製作上問題のない時間で表面改質膜１５を作成することができ、成膜コストを下げることができるからである。
【００３８】
酸化膜１６の膜厚ｔ２は、０.０２２μｍ＜ｔ２≦２μｍであればよい。酸化膜１６の膜厚ｔ２が０.０２２μｍ（＝２２０Å）よりも薄いと酸化膜１６がアイランド状になる恐れがあるが、０.０２２μｍ以上あれば酸化膜１６を層状に形成することができるからである。また、酸化膜１６の膜厚ｔ２が２μｍよりも厚いと膜自体の応力によって酸化膜１６が割れる恐れがあるので、酸化膜１６の膜厚は２μｍ以下とするのが好ましい。さらに。酸化膜１６の膜厚ｔ２は、上記範囲のうちでも、特に０.０５μｍ≦ｔ２≦１μｍが好ましい。酸化膜１６の膜厚ｔ２が０.０５μｍ（＝５００Å）以上あれば、表面に荒れなどの凹凸がある場合でも表面改質膜１５の全面を覆って酸化膜１６を層状に形成できるからである。また、酸化膜１６の膜厚ｔ２が１μｍ以下にすれば、実製作上問題のない時間で酸化膜１６を作成することができ、成膜コストを下げることができるからである。
【００３９】
酸化膜１６は、表面改質膜１５よりも密度（重量密度）が低くなっており、表面改質膜１５よりも元素の充填率がかなり小さくなっている。酸化膜１６であるＳｉＯｘにおけるｘの値は特に限定されず、例えばｘ＝２などであってもよいが、ＳｉＯｘ（１≦ｘ≦１.５）特にＳｉＯ１．３でＯＨ基が多く出ることが確認されており、後述のように酸化膜１６と樹脂層（下クラッド部２３）との密着力を高くできる。表面改質膜１５と酸化膜１６の密度比率としては、表面改質膜１５に対し、酸化膜１６が１未満〜０.６０の比率が密着性の強度が取れるためより良い。この際たとえばＳｉの場合、密度は表面改質膜１５が２.６〜２.１５ｇ／ｃｍ３、酸化膜１６が２.１５〜１.６ｇ／ｃｍ３であればよい。さらにこの際、同密度比率が０．９５以上であれば屋外の用途などに適したより高い信頼性レベルの密着性を実現できるためさらに良い。また、屈折率比率としては、表面改質膜１５の値が１に対し酸化膜１６は１未満〜０.８９の比率が密着性の強度が取れるためよりよく。この際たとえば、ＳｉＯ２の場合、表面改質膜１５が１.４７５〜１.４６０、酸化膜１６が１.４６０〜１.３２０の範囲であればよい。さらにこの際、同屈折率比率が０．９９以上であれば屋外の用途などに適したより高い信頼性レベルの密着性を実現できるためさらに良い。
【００４０】
光導波路２０を光導波路固定面１３の上に実装するに当たっては、上クラッド部２１の凹部内に光導波路コア２２を成形した後、基板１２の酸化膜１６の上にクラッド用樹脂を滴下し、光導波路コア２２が露出している面を下にして上クラッド部２１及び光導波路コア２２を光導波路固定面１３の上に重ねて押圧する。ついで、上クラッド部２１及び光導波路コア２２と酸化膜１６の間にクラッド用樹脂を押し広げて下クラッド部２３を成形すると共に酸化膜１６の上に光導波路２０を接合させている。このとき、使用する樹脂種を考え必要により密着性を上げるためにプライマなどを酸化膜上に塗布してから実装しても良い。またクラッド用樹脂はフッ素を含有しないものであればより強力な密着性が得られるためなおよい。
【００４１】
このような構造では、表面改質膜１５を形成されている基板１２の表面が化学変化して表面改質膜１５と強く結合しているので、基板１２と表面改質膜１５とは良好な密着性が得られ、表面改質膜１５が基板１２から剥がれることはない。また、酸化膜１６はスパッタ、ＣＶＤ等によりエネルギーを与えられた付着物（堆積膜）として表面改質膜１５の上に成膜されるので、表面改質膜１５と酸化膜１６とは充分に強固な化学結合が得られる。しかも、表面改質膜１５（ＳｉＯ２膜）と酸化膜１６（ＳｉＯｘ膜）とは、同じ元素で構成されているため化学結合し易く、基板１２上に直接酸化膜１６を形成するよりも高い密着性が得られる。
【００４２】
膜の密度が高いと互いの分子どうしがくっつき合ってＯＨ基の結合手が出る比率が少なくなるが、膜の密度が低いと互いにくっつき合う分子が少なくなってＯＨ基の余っている結合手が多くなる。また、密度が高いと膜の表面のＯＨ基しか現れないが、密度が低くなると分子の充填率が小さくなるので、膜内部のＯＨ基も外に現れて結合し易くなる。因みに、密度が低くなると密着性が向上する点は、実験データからも確認された。よって、この実施例１のように、酸化膜１６の密度が表面改質膜１５の密度よりも低くなっていれば、ＯＨ基の結合手が数多く現れ、そのため酸化膜１６のＯＨ基と光導波路２０を構成する樹脂のＯＨ基とが反応しやすくなり（ＯＨ基とＯＨ基とが反応して−Ｏ−となる。）、酸化膜１６と光導波路２０との間で強い密着性が得られる。特に、光導波路２０の光学的性能を向上させるために光導波路２０、特に上クラッド部２１及び下クラッド部２３を構成する樹脂にフッ素が含まれている場合でも、酸化膜１６と光導波路２０との間で強い密着力が得られる。よって、このような構成によれば、基板１２と表面改質膜１５の間、表面改質膜１５と酸化膜１６の間、酸化膜１６と光導波路２０の間のいずれでも強い密着力を得ることができ、剥離が生じないように光導波路２０を強い密着力で基板１２の上に実装させることができる。
【００４３】
また、基板１２の表面、表面改質膜１５の表面、酸化膜１６の表面のうち任意の表面あるいは全ての表面をエッチングやサンドブラストによって荒らして粗面としておいてもよい。粗面の荒さとしては、十分の数μｍ〜１μｍ程度が好ましい。これらの表面を荒らしておけば、表面積増加に加えミクロなアンカー効果によりその上の部材（つまり、表面改質膜１５、酸化膜１６、下クラッド部２３）との密着性をより高めることができる。基板などの下側の層を荒らしておけばその上の層は粗さは小さくなるものの荒れが再現されるため各層を荒らさずとも一定の効果が得られる。
【００４４】
図４は図１のＹ部を模式的に示した拡大図であって、基板１２とカバープレート２５との接合部分を表わしている。この接合部分も図３に示した基板１２と光導波路２０との接合部分と同様な構成となっている。よって、基板１２と光導波路２０との接合と同じ理由により、基板１２と表面改質膜１５の間、表面改質膜１５と酸化膜１６の間、酸化膜１６と接着剤２６の間のいずれでも強い密着力を得ることができ、剥離が生じないように強い密着力で接着剤２６を基板１２の上に付着させることができる。さらに、この箇所では、フッ素を含まない接着剤２６を用いているので、接着剤２６と酸化膜１６との密着力は光導波路２０と酸化膜１６との密着力よりも大きくなる。なお、カバープレート２５は、接着剤２６と接着性のよい材料のものを選択すればよく、また、カバープレート２５は無くても差し支えない。
【００４５】
よって、実施例１の光導波路モジュール１１によれば、基板１２の上に強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。このとき使用する接着剤はフッ素を含有するものであっても十分な密着性を得られるため差し支えない。
【００４６】
なお、表面改質膜１５の上に形成する酸化膜１６としては、基板１２や表面改質膜１５と同種の材料が好ましく、特にＯＨ基による結合手を多く持つスパッタ等によるＳｉＯｘが好ましい。しかし、ＴｉＯｘ、ＡｌＯｘ（特に、Ａｌ２Ｏ３）等の異種材料であってもＯＨ基を有するものであればよい。基板１２等と異種材料の場合でも、基板１２に直接酸化膜１６を形成するよりも、表面改質膜１５（ＳｉＯ２）の上から酸化膜１６を形成する方が密着力が高くなる。
【実施例２】
【００４７】
図５は、本発明の実施例２による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００４８】
実施例２では、Ｓｉからなる基板１２の上面に熱酸化等により表面改質膜１５（ＳｉＯ２膜）が形成され、その上に２層の酸化膜１６ａ、１６ｂが形成され、その上に樹脂層２７が接合されている。ここで、樹脂層２７とは、実施例１の光導波路２０又は接着剤２６であり、説明を簡略にするためにこれ以降は光導波路２０及び接着剤２６をまとめて樹脂層２７で表わすことにする。
【００４９】
表面改質膜１５に接する下側の酸化膜１６ａと樹脂層２７に接する上側の酸化膜１６ｂとはいずれもスパッタにより成膜されたＳｉＯｘ膜であるが、上側の酸化膜１６ｂの方が下側の酸化膜１６ａよりも密度（重量密度）が低くなっている。かかる構成によれば、下側の酸化膜１６ａは密度が比較的高いために表面改質膜１５と化学結合し易く、表面改質膜１５と酸化膜１６ａとの密着力が大きくなる。また、上側の酸化膜１６ｂは密度が比較的低いので、樹脂層２７と結合するＯＨ基の結合手が増加すると共に酸化膜１６ｂの凹凸が大きくなり、酸化膜１６ｂと樹脂層２７との密着力が大きくなる。もちろん、酸化膜１６ａと酸化膜１６ｂは密度が異なるだけであるから、たがいの密着性も高いものである。
【００５０】
よって、実施例２によれば、樹脂層２７の基板１２への接着強度がより大きくなって樹脂層２７が剥離しにくくなり、基板１２の上により強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。
【００５１】
図６に示すものは実施例２の変形例であって、ＳｉＯ２からなる表面改質膜１５の上に３層以上の酸化膜（ＳｉＯｘ）が積層されている。これらの酸化膜を下層から順に酸化膜１６ａ、酸化膜１６ｂ、酸化膜１６ｃ、酸化膜１６ｄとすると、これらの酸化膜１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは互いに密度が異なっている（最下層の酸化膜１６ａと最上層の酸化膜１６ｄを除けば、一部密度が同じであっても差し支えない。）。酸化膜１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの密度をｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４とすれば、好ましくは密度が、
ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４
となっている。しかし、ｎ１＞ｎ４となっていれば、表面改質膜１５と酸化膜１６ａの密着性と、酸化膜１６ｄと樹脂層２７の密着性を高めることができるので、中間の酸化膜１６ｂ、１６ｃの密度は任意でよい。例えば、
ｎ２＞ｎ１＞ｎ３＞ｎ４
などとなっていても差し支えない。
【実施例３】
【００５２】
図７は、本発明の実施例３による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００５３】
実施例３では、Ｓｉからなる基板１２の上面に熱酸化等により表面改質膜１５（ＳｉＯ２膜）が形成され、その上にスパッタによって酸化膜１６が形成され、その上に樹脂層２７が接合されている。酸化膜１６は厚み方向で密度が変化しており、下面側から上面側に向けて徐々に、あるいは段階的に密度が低くなっている。
【００５４】
実施例３でも、酸化膜１６は下面側で密度が高いために表面改質膜１５と化学結合し易く、表面改質膜１５と酸化膜１６との密着力が大きくなる。また、酸化膜１６は上面側で密度が低いので、樹脂層２７と結合するＯＨ基の結合手が増加すると共に酸化膜１６の凹凸が大きくなり、酸化膜１６と樹脂層２７との密着力が大きくなる。
【００５５】
よって、実施例３によれば、樹脂層２７の基板１２への接合強度がより大きくなって樹脂層２７が剥離しにくくなり、基板１２の上により強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
また、実施例３においても、酸化膜１６の密度は下面側から上面側に向けて徐々に減少する場合に限らない。表面改質膜１６に隣接する側における酸化膜１６の密度よりも、樹脂層２７に隣接する側における酸化膜１６の密度の方が小さくなっていれば、その中間では酸化膜１６の密度がどのように変化していても差し支えない。
【実施例４】
【００５７】
図８は、本発明の実施例４による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００５８】
実施例４においては、Ｓｉからなる基板１２の表面に窒化膜（ＳｉＮ）からなる表面改質膜１５が形成されている。表面改質膜１５は、窒素ガス雰囲気中で基板１２を加熱することによって基板１２の表面に窒化膜を形成したものでもよく、あるいは窒素イオンビームを照射して基板１２の表面に窒素イオンを打ち込んだものであってもよい。
【００５９】
酸化膜１６はＳｉＯｘと他の物質（この場合はＳｉＮ）との混合物（ＳｉＮ／ＳｉＯｘ）又は化合物（ＳｉＮ1-ｘＯｘ）であって、厚み方向で両物質の組成比が次第に変化している。すなわち、酸化膜１６の密度は表面改質膜１５の密度よりも低くなっており、そのＳｉＯｘの組成は下面側から上面側に向かうに従って次第に大きくなっており、ＳｉＮの組成は下面側から上面側に向かうに従って次第に小さくなっている。表面改質膜１５と接触する酸化膜１６の下面はＳｉＮであり、樹脂層２７と接触する酸化膜１６の上面はＳｉＯｘである。
【００６０】
Ｓｉ基板の表面に形成された窒化膜（ＳｉＮ）がＳｉ基板の表面に化学結合して強固に密着することは良く知られているので、実施例４においても表面改質膜１５は基板１２に強固に密着する。しかし、窒化膜の表面改質膜１５はＯＨ基を出さないので、酸化膜１６の組成を下方から上方へ向けて窒化膜から酸化膜へと次第に変化させ、酸化膜１６の上面ではＯＨ基を出すようにしている。よって、表面改質膜１５と酸化膜１６の下面とは同じ材料であるから強固に密着する。また、酸化膜１６の密度が表面改質膜１５の密度よりも低いので、酸化膜１６の上面においてはＯＨ基による結合手が多くなり、酸化膜１６の上面と樹脂層２７との密着性も高くなる。このように、表面改質膜と酸化膜で異種の材料を用いる場合、酸化膜の密度が表面改質膜より低いというのは、酸化膜の密度が同種の表面改質膜の密度より低いことも含む。つまり、異種の材料において密度の高い低いを比較することには、それぞれの材料における表面改質膜の密度で規格化した密度と比較することを含む。
【００６１】
従って、実施例４によっても、樹脂層２７の基板１２への接合強度がより大きくなって樹脂層２７が剥離しにくくなり、基板１２の上により強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
上記実施例４においては、Ｓｉ基板（基板１２）の上にＳｉＮからなる表面改質膜を形成していたが、Ｓｉ基板の上であれば、ＳｉＯ２やＳｉＣなどの珪素化合物を表面改質膜を形成してもよい。また、基板１としてＴｉ基板やＡｌ基板等の金属基板を用いてもよく、その場合には表面改質膜として、ＴｉＯｘやＡｌＯｘなどの金属酸化物、ＴｉＮやＡｌＮなどの金属窒化物、ＴｉＣなどの金属炭化物などを基板上に形成することもできる。
【００６３】
特に、表面改質膜がＳｉＯ２であれば基板及び酸化膜と強力な密着性が得られ、また半導体製造工程を利用できるのでもっとも好ましい。また、この場合基板がＳｉ基板であれば、表面改質膜と密着性がよく、ＳｉＯ２を表面改質膜として形成しやすく、また異方性エッチングにより高精度にファイバ位置決め溝などの機能形状を作製でき、もっとも望ましい。さらに、表面改質膜がＴｉＯｘ又はＡｌＯｘの場合にも、基板及び酸化膜との良好な密着性が得られるため、これらも好ましい。また、これらの表面改質膜を用いる場合には、基板としてそれぞれＴｉ基板又はＡｌ基板を用いれば、これら表面改質膜と密着性がよく、また成膜も容易である。
【００６４】
また、酸化膜としては、特にＳｉＯｘが望ましい。ＳｉＯｘの酸化膜によれば、表面改質膜および樹脂層と強力な密着性が得られ、また半導体製造工程で成膜できるので最も望ましい。ついで、ＴｉＯｘ、ＡｌＯｘ等の金属酸化膜からなる酸化膜も、表面改質膜や樹脂層と良好な密着性を得られる。
【実施例５】
【００６５】
図９は、本発明の実施例５による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００６６】
実施例５においては、Ｔｉよりなる基板１２の上面に熱酸化等によってＴｉＯｘからなる表面改質膜１５が形成されている。さらに表面改質膜１５の上には、スパッタやＣＶＤにより堆積されたＴｉＯｘからなる酸化膜１６が形成されている。この酸化膜１６は、表面改質膜１５よりも密度が小さくなっており、その上に樹脂層２７が接合されている。
【００６７】
このような構造であっても、熱酸化等による表面改質膜１５は基板１２に強固に密着している。また、表面改質膜１５と酸化膜１６は同じ材料であり、しかも酸化膜１６が表面改質膜１５の上に堆積するときにエネルギーをもって堆積するので、表面改質膜１５と酸化膜１６も強固に密着する。さらに、酸化膜１６は表面改質膜１５よりも密度が小さいので、酸化膜１６の表面側には表面改質膜１５よりも多くのＯＨ基による結合手が現れて強固に樹脂層２７と接合する。
【００６８】
よって、実施例５によっても、樹脂層２７の基板１２への接合強度がより大きくなって樹脂層２７が剥離しにくくなり、基板１２の上により強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。
【００６９】
図１０は実施例５の変形例を示す断面図である。この変形例では、酸化膜１６として実施例５のＴｉＯｘに代えて、表面改質膜１５よりも密度の低いＳｉＯｘを用いている。酸化膜１６をＳｉＯｘとしても同種のＴｉＯｘ酸化膜を用いるより密着性は劣るが、ＴｉＯｘからなる表面改質膜１５との密着性には問題ないので、この変形例でも基板１２の上に強固に光導波路２０を接合することができる。さらに密着度を上げるため実施例４のようにＳｉＯｘとＴｉＯｘの組成比を変更して境界をなくして密着度を得る方法もあり、この方が密着力の点でなお良い。
【実施例６】
【００７０】
図１１は、本発明の実施例６による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００７１】
実施例６においては、Ａｌよりなる基板１２の上面に熱酸化等によってＡｌＯｘからなる表面改質膜１５が形成されている。さらに表面改質膜１５の上には、スパッタやＣＶＤにより堆積されたＡｌＯｘからなる酸化膜１６が形成されている。この酸化膜１６は、表面改質膜１５よりも密度が小さくなっており、その上に樹脂層２７が接合されている。
【００７２】
このような構造であっても、熱酸化等による表面改質膜１５は基板１２に強固に密着している。また、表面改質膜１５と酸化膜１６は同じ材料であり、しかも酸化膜１６が表面改質膜１５の上に堆積するときにエネルギーをもって堆積するので、表面改質膜１５と酸化膜１６も強固に密着する。さらに、酸化膜１６は表面改質膜１５よりも密度が小さいので、酸化膜１６の表面側には表面改質膜１５よりも多くのＯＨ基による結合手が現れて強固に樹脂層２７と接合する。
【００７３】
よって、実施例６によっても、樹脂層２７の基板１２への接合強度がより大きくなって樹脂層２７が剥離しにくくなり、基板１２の上により強固に光導波路２０や光ファイバ１７を実装することができ、光導波路モジュール１１の信頼性を向上させることができる。
【実施例７】
【００７４】
図１２は、本発明の実施例７による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００７５】
実施例７にあっては、基板１２の表面に凹凸２８ａを形成している。この実施例では基板１２の表面に凹凸２８ａを形成しているので、表面改質膜１５にも凹凸２８ｂができ、さらに酸化膜１６にも凹凸２８ｃができる。そのため、凹凸２８ａ、２８ｂ、２８ｃによって基板１２、表面改質膜１５及び酸化膜１６の表面積を大きくすることができ、それによって基板１２と表面改質膜１５、表面改質膜と酸化膜、酸化膜と樹脂それぞれの密着性を向上させることができる。また加えて基板や膜の表面を荒らしておけば更なる表面積増とアンカー効果が得られるため、より良い。このような基板においても、表面改質膜、酸化膜の厚さは均一に形成できるため、実施例１のようなモジュールを基板１２上に作製する際にも、ファイバ位置決め溝とコアの高さが精密にアライメントされ位置決めできる。
【実施例８】
【００７６】
図１３は、本発明の実施例８による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。光導波路モジュールの構造は実施例１に示したものと同じであるので説明を省略し、接合構造のみを説明する。
【００７７】
実施例８にあっては、樹脂層２７の上にＳｉやガラスからなる補強部材２９を設けている。補強部材２９を上面に貼り付けると、使用時の歪みなどを軽減することができるので、各層の膜界面に応力が発生しにくくなり、各層間の密着性がより向上する。
【００７８】
また、補強部材２９は基板１２と同じ熱膨張率を有するものが好ましい。基板１２と同じ熱膨張率を有する補強部材２９を用いれば、周囲温度の変化に伴う基板樹脂積層構造体の反りを防止することができる。
【００７９】
なお、上記各実施例では、酸化膜の密度が表面改質膜の密度よりも小さくなっていたが、同一組成、同一組成比を持つ透明物質の場合では、その密度が小さいほど屈折率が小さいということができるので、表面改質膜よりも屈折率が小さい酸化膜といってもよい。このように、表面改質膜と酸化膜で異種の材料を用いる場合、酸化膜の屈折率が表面改質膜より低いというのは、酸化膜の密度が同種（同一組成、同一組成比）の表面改質膜の屈折率より低いことも含む。つまり、異種の材料において屈折率の高い低いを比較することには、それぞれの材料における表面改質膜の屈折率で規格化した屈折率と比較することを含む。
【００８０】
また、酸化膜１６の上面と樹脂層２７との間には、樹脂層２７の密着性をさらに上げるための層（膜）を形成しておいてもよい。たとえば、カップリング剤やプライマなどが挙げられる。このようなケースも本発明の範囲に入ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、本発明の実施例１を示す光導波路モジュールの側面図である。
【図２】図２は、実施例１の光導波路モジュールの分解斜視図である。
【図３】図３は、図１のＸ部を模式的に示した拡大図である。
【図４】図４は、図１のＹ部を模式的に示した拡大図である。
【図５】図５は、本発明の実施例２による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２の変形例を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施例３による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施例４による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施例５による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図１０】図１０は、実施例５の変形例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例６による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例７による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例８による光導波路モジュールに用いられている接合構造を模式的に表わした断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１１ 光導波路モジュール
１２ 基板
１３ 光導波路固定面
１４ 光ファイバ固定面
１５ 表面改質膜
１６ 酸化膜
１６ａ、１６ｂ 酸化膜
１７ 光ファイバ
１８ 光ファイバ位置決め溝
１９ 凹溝
２０ 光導波路
２１ 上クラッド部
２２ 光導波路コア
２３ 下クラッド部
２４ 窪み
２５ カバープレート
２６ 接着剤
２７ 樹脂層
２８ 凹凸
２９ 補強部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりも密度の低い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂層が形成されていることを特徴とする基板樹脂積層構造体。
【請求項２】
前記酸化膜が２層以上形成され、このうちいずれか任意の２層の酸化膜について、前記基板に近い側に位置する酸化膜よりも、前記基板から遠い側に位置する酸化膜の方が密度が低くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項３】
前記酸化膜が２層以上形成され、前記表面改質膜に隣接する酸化膜よりも、前記樹脂層に隣接する酸化膜の方が密度が低くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項４】
前記酸化膜は、前記基板に近い側から遠い側に向けて次第に密度が低くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項５】
前記酸化膜は前記基板の表面に垂直な方向で密度が変化しており、前記表面改質膜に隣接する領域よりも、前記樹脂層に隣接する領域の方が密度が低くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項６】
基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりもＯＨ基の数密度の多い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂層が形成されていることを特徴とする基板樹脂積層構造体。
【請求項７】
前記酸化膜が２層以上形成され、このうちいずれか任意の２層の酸化膜について、前記基板に近い側に位置する酸化膜よりも、前記基板から遠い側に位置する酸化膜の方がＯＨ基の数密度が大きくなっていることを特徴とする、請求項６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項８】
前記酸化膜が２層以上形成され、前記表面改質膜に隣接する酸化膜よりも、前記樹脂層に隣接する酸化膜の方がＯＨ基の数密度が大きくなっていることを特徴とする、請求項６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項９】
前記酸化膜は、前記基板に近い側から遠い側に向けて次第にＯＨ基の数密度が大きくなっていることを特徴とする、請求項６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１０】
前記酸化膜は前記基板の表面に垂直な方向で密度が変化しており、前記表面改質膜に隣接する領域よりも、前記樹脂層に隣接する領域の方がＯＨ基の数密度が大きくなっていることを特徴とする、請求項６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１１】
前記基板がＳｉ基板であることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１２】
前記基板が金属基板であることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１３】
前記金属基板が、Ｔｉ基板又はＡｌ基板であることを特徴とする、請求項１２に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１４】
前記表面改質膜が、珪素化合物であることを特徴とする、請求項１１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１５】
前記珪素化合物が、ＳｉＯｘであることを特徴とする、請求項１４に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１６】
前記珪素化合物が、ＳｉＣ又はＳｉＮであることを特徴とする、請求項１４に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１７】
前記珪素化合物が、ＳｉＯ２であることを特徴とする、請求項１４に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１８】
前記表面改質膜が、金属酸化膜、金属炭化膜又は金属窒化膜であることを特徴とする、請求項１３に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１９】
前記表面改質膜である金属酸化膜が、ＴｉＯｘ又はＡｌＯｘであることを特徴とする、請求項１８に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２０】
前記酸化膜がＳｉＯｘであることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２１】
前記酸化膜が金属酸化膜であることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２２】
前記酸化膜である金属酸化膜が、ＴｉＯｘ又はＡｌＯｘであることを特徴とする、請求項２１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２３】
前記酸化膜が堆積法により形成されていることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２４】
前記基板の表面及び／又は前記表面改質膜の表面及び／又は前記酸化膜の表面が荒れていることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２５】
前記基板の表面に凹凸が存在していることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２６】
前記樹脂層がフッ素を含有していることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２７】
前記表面改質膜と前記酸化膜は、同一元素によって構成されていることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２８】
基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりも密度の低い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂により形成された光導波路が接合されていることを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項１】
基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりも密度の低い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂層が形成されていることを特徴とする基板樹脂積層構造体。
【請求項２】
前記酸化膜が２層以上形成され、このうちいずれか任意の２層の酸化膜について、前記基板に近い側に位置する酸化膜よりも、前記基板から遠い側に位置する酸化膜の方が密度が低くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項３】
前記酸化膜が２層以上形成され、前記表面改質膜に隣接する酸化膜よりも、前記樹脂層に隣接する酸化膜の方が密度が低くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項４】
前記酸化膜は、前記基板に近い側から遠い側に向けて次第に密度が低くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項５】
前記酸化膜は前記基板の表面に垂直な方向で密度が変化しており、前記表面改質膜に隣接する領域よりも、前記樹脂層に隣接する領域の方が密度が低くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項６】
基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりもＯＨ基の数密度の多い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂層が形成されていることを特徴とする基板樹脂積層構造体。
【請求項７】
前記酸化膜が２層以上形成され、このうちいずれか任意の２層の酸化膜について、前記基板に近い側に位置する酸化膜よりも、前記基板から遠い側に位置する酸化膜の方がＯＨ基の数密度が大きくなっていることを特徴とする、請求項６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項８】
前記酸化膜が２層以上形成され、前記表面改質膜に隣接する酸化膜よりも、前記樹脂層に隣接する酸化膜の方がＯＨ基の数密度が大きくなっていることを特徴とする、請求項６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項９】
前記酸化膜は、前記基板に近い側から遠い側に向けて次第にＯＨ基の数密度が大きくなっていることを特徴とする、請求項６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１０】
前記酸化膜は前記基板の表面に垂直な方向で密度が変化しており、前記表面改質膜に隣接する領域よりも、前記樹脂層に隣接する領域の方がＯＨ基の数密度が大きくなっていることを特徴とする、請求項６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１１】
前記基板がＳｉ基板であることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１２】
前記基板が金属基板であることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１３】
前記金属基板が、Ｔｉ基板又はＡｌ基板であることを特徴とする、請求項１２に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１４】
前記表面改質膜が、珪素化合物であることを特徴とする、請求項１１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１５】
前記珪素化合物が、ＳｉＯｘであることを特徴とする、請求項１４に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１６】
前記珪素化合物が、ＳｉＣ又はＳｉＮであることを特徴とする、請求項１４に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１７】
前記珪素化合物が、ＳｉＯ２であることを特徴とする、請求項１４に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１８】
前記表面改質膜が、金属酸化膜、金属炭化膜又は金属窒化膜であることを特徴とする、請求項１３に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項１９】
前記表面改質膜である金属酸化膜が、ＴｉＯｘ又はＡｌＯｘであることを特徴とする、請求項１８に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２０】
前記酸化膜がＳｉＯｘであることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２１】
前記酸化膜が金属酸化膜であることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２２】
前記酸化膜である金属酸化膜が、ＴｉＯｘ又はＡｌＯｘであることを特徴とする、請求項２１に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２３】
前記酸化膜が堆積法により形成されていることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２４】
前記基板の表面及び／又は前記表面改質膜の表面及び／又は前記酸化膜の表面が荒れていることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２５】
前記基板の表面に凹凸が存在していることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２６】
前記樹脂層がフッ素を含有していることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２７】
前記表面改質膜と前記酸化膜は、同一元素によって構成されていることを特徴とする、請求項１又は６に記載の基板樹脂積層構造体。
【請求項２８】
基板の表面に表面改質による表面改質膜が形成され、前記表面改質膜の上に堆積により形成された前記表面改質膜よりも密度の低い酸化膜が少なくとも１層成膜され、前記酸化膜の上に樹脂により形成された光導波路が接合されていることを特徴とする光導波路モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−１７５８９１（Ｐ２００７−１７５８９１Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７３９２８（Ｐ２００５−３７３９２８）
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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