Brevet FR2826778A1 — publié le 20030103

Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des communications par fibres optiques et de façon davantage particulière, la présente invention concerne un procédé permettant de réaliser un support optique pour supporter des composants optiques actifs. Arrière-plan de l'invention Dans un système de communication par fibre optique, les composants électro-optiques comprennent des puces optiques, typiquement des laser à semiconducteur à cavité verticale ou VCSEL, ou des diodes PIN dans le cas de récepteurs qui sont montés sur un support en association avec les circuits de dispositif de pilotage nécessaires pour les composants électro-optiques. La lumière est transportée par des fibres optiques et ces fibres optiques doivent bien entendu être alignées de façon très précise par rapport aux composants électro-optiques afin de réaliser un couplage acceptable de la lumière à l'intérieur des fibres. Il est classique d'utiliser deux broches de guidage qui font saillie depuis le support, lesquelles forment typiquement une partie d'un dissipateur thermique. Cependant, lorsque des broches de guidage sont utilisées, classiquement, elles ne sont pas fixées sur le support selon le même niveau de précision que dans le cas des structures de fixation pour la puce électro-optique. Un autre problème réside dans le fait que les structures de soudure sur la puce sont souvent situées sur le même côté que la zone optique active de la puce où la lumière est émise ou reçue. Dans le cas d'une puce électro-optique d'émission, le circuit de dispositif de pilotage doit être monté très près de la puce, tout particulièrement à des vitesses de transmission élevées. La même situation se rencontre lorsque des signaux très rapides doivent être reçus à une vitesse très élevée. Les problèmes thermiques ont également été traités afin de dissiper de manière efficace ou efficiente la chaleur qui est générée par les composants électro-optiques et par les puces des dispositifs de pilotage dans le cas d'un émetteur. Dans le cas d'un récepteur, la chaleur qui est générée par les amplificateurs d'adaptation d'impédance doit être dissipée. Un objet de l'invention consiste à traiter les problèmes qui ont été mentionnés ci-avant. Résumé de l'invention Par conséquent, la présente invention propose un procédé de fabrication d'un dispositif optique, comprenant la constitution d'une plaque de support, la définition, sur un côté de ladite plaque de support, de contacts électriques et de trous traversants pour des broches de guidage au moyen d'un processus de photolithographie, le montage de composants sur lesdits contacts et le montage desdites broches de guidage au travers desdits trous traversants. Des trous ou des ouvertures au travers du support sont formés par gravure ou au moyen de processus similaires afin de constituer un chemin libre pour la lumière entre le composant électro-optique et la fibre optique. La chaleur en provenance des puces est dissipée de manière efficiente et est distribuée à l'identique dans le support. L'invention propose par conséquent une façon d'aligner de façon précise tous les composants critiques en une seule étape avant leur montage. Une fois que les contacts ont été formés, les composants peuvent être montés de façon précise dessus en utilisant une technique d'alignement par soudure. Les broches de guidage peuvent être alignées de façon précise en utilisant les broches de guidage définies par photolithographie en tant que guide. Brève description des dessins L'invention sera maintenant décrite manière davantage détaillée, à titre d'exemple seulement, par report aux dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une vue d'extrémité d'un support optique conformément à un mode de réalisation de l'invention ; et la figure 2 est une vue en plan du support qui est couplé à un connecteur. Description détaillée des modes de réalisation préférés La figure 1 représente un support carré 1 en un matériau thermiquement conducteur tel que le saphir qui comporte, sur son côté arrière, deux supports de socle 6 et une ou plusieurs puces optiques actives 4 qui sont constituées par exemple par des VCSEL ou par des diodes PIN. Des puces de dispositif de pilotage ou d'adaptation d'impédance 7 sont également montées sur le côté arrière du support 1 pour une connexion sur les puces optiques 4 via des plots de soudure 2, et des contacts d'activation individuels 2a sont également montés sur le côté arrière de la puce. Les puces optiques 4 sont montées sur les contacts d'activation 2a et sur les plots de soudure 2 en utilisant des techniques de liaison flip-chip, qui sont connues en soi de l'homme de l'art. Les broches de guidage d'un type connu en soi font saillie depuis les supports de socle 6 sur le côté avant du support 1 en passant au travers de trous traversants 11qui sont formés dans le support. Les broches de guidage sont utilisées pour aligner le manchon qui supporte les fibres optiques. Il est critique que les broches de guidage puissent être positionnées de façon précise par rapport aux VCSEL du fait que l'alignement du manchon avec les broches de guidage assure que les fibres optiques sont à leur tour alignées avec les VCSEL ou avec d'autres composants actifs. Des ouvertures en trous allongés 3 sont formées dans le support 1 à l'avant des composants actifs de la puce 4. Ces ouvertures définissent des vides 12 qui peuvent ou non être remplis d'un matériau transparent. Un conducteur optique 10 qui comporte une fibre optique 9 qui passe au travers peut être monté sur le côté avant du support 1, les broches de guidage 5 s'adaptant avec des alésages complémentaires formés dans le connecteur 10. Les broches de guidage 5 assurent que le connecteur 10 est localisé de façon appropriée et il s'ensuit que la fibre optique 9 est alignée de façon précise avec les composants actifs des puces 4 au travers des ouvertures 3 qui peuvent ou non être remplies. En utilisation, la lumière passe depuis la puce électro-optique 4 et sa zone optique active d'émission et de réception 8 au travers du vide rempli ou non rempli 12 pour arriver jusqu'à une ou plusieurs fibres optiques 9 qui sont montées dans le contact optique 10. Conformément aux principes de l'invention, tous les éléments critiques pour un alignement, à savoir les contacts d'activation 2a, les plots de soudure 2, les ouvertures 3, les trous 5 et les contacts 7a pour les puces de dispositif de pilotage ou d'adaptation d'impédance 7 sont formés par photolithographie. Un matériau de photoréserve est tout d'abord déposé sur le support 1 puis est exposé pour définir les composants qui ont été mentionnés ci-avant. Après enlèvement du matériau exposé, les trous de broche de guidage 5 et les ouvertures 3 sont formés par gravure. Puis les plots de soudure 2, les contacts d'activation 2a et les contacts de puce de dispositif de pilotage 7a peuvent être déposés sur le substrat en saphir par l'intermédiaire du masque de photolithographie. Pour finir, les supports de socle 6 sont liés sur le côté arrière du support 1 en alignement avec les trous traversants qui sont formés par gravure. Les broches de guidage 5 sont ensuite insérées de telle sorte qu'elles fassent saillie depuis le côté avant du support 1 pour la réception du connecteur optique 10. En utilisant un processus de lithographie classique sur un seul côté du substrat, tous les composants critiques peuvent être alignés de façon très précise les uns par rapport aux autres. Les puces de dispositif de pilotage 7, lorsqu'elles sont montées, seront alors automatiquement alignées avec les composants optiques 4. Les connexions peuvent être réalisées en utilisant un processus d'alignement par soudure afin d'assurer que les composants sont localisés de façon précise par rapport aux contacts produits par photolithographie. De façon similaire, les trous 11pour les broches de guidage 5 assurent que les broches de guidage, lorsqu'elles sont insérées, seront positionnées de façon précise par rapport aux puces optiques 4. On peut voir que l'invention propose par conséquent un support selon lequel les trous de broche de guidage, les plots de soudure pour la puce et les plots liés par fil ou flip-chip pour le montage de la puce de dispositif de pilotage ou d'amplificateur d'adaptation d'impédance peuvent tous être définis par photolithographie. N'importe quelle technique de photolithographie appropriée connue de l'homme de l'art peut être utilisée. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un dispositif optique, caractérisé en ce qu'il comprend la constitution d'une plaque de support (1), la définition, sur un côté de ladite plaque de support (1), de contacts électriques (2a, 7a) et de trous traversants (11) pour des broches de guidage (5) au moyen d'un processus de photolithographie, le montage de composants (4,7) sur lesdits contacts (2a, 7a) et le montage desdites broches de guidage (5) au travers desdits trous traversants (11 ). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une ouverture laissant passer la lumière (12) est également définie sur ladite plaque (1) au moyen dudit processus de photolithographie. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits trous traversants (11) sont formés par gravure après qu'ils ont été définis au moyen dudit processus de photolithographie. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la liaison de socles de support (6) pour lesdites broches de guidage (5) sur ledit un côté de ladite plaque (1) en alignement avec lesdits trous traversants (11) qui sont formés au moyen dudit processus de photolithographie. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits composants (4, 7) sont liés flip-chip sur lesdits contacts (2a, 7a). 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque de support (1) est réalisée en saphir. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits contacts électriques (2a, 7a) incluent des plots de soudure (2) et des contacts d'activation (2a) pour des composants optiques actifs liés flip-chip (4,7). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits plots de soudure (2) et lesdits contacts d'activation (2a) sont agencés selon des lignes parallèles entre lesdits trous traversants (11). 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits composants (4,7) sont montés sur lesdits contacts électriques (2a, 7a) et sur lesdits contacts d'activation (2a) en utilisant une technique d'alignement par soudure.