(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を伝達する光導波路、電気信号を伝達する電気信号経路、及び電子回路が設けられるとともに、光変調器及び光源、及び／又は受光器が設けられた光電気混載基板と、
前記光電気混載基板の上に設けられ、前記光電気混載基板の光信号の入出力を担う特定部分を除いて覆う封止構造と、
前記特定部分を覆うように設置され、光学フラット面を有するとともに透光部を有する透光部材と、
前記透光部材の前記透光部と前記光電気混載基板の光導波路との間に光路を形成する縦型光導波路と、
を備え、
前記光電気混載基板の電気信号の入力又は出力を行い、前記縦型光導波路を介して光信号の入力又は出力を行うようにした、データ伝送用のモジュールに組み込まれて信号変換素子として使用される光電気混載デバイスであって、
前記縦型光導波路は光硬化性樹脂からなり、前記縦型光導波路の端部と接して形成された、前記光硬化性樹脂の感光波長の光に対する反射防止層を前記光電気混載基板上に備えていることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記透光部材は、前記電子回路の上面の全てを覆うことがないように設置されていることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項３】
請求項１〜２の何れか１項に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記縦型光導波路のクラッドを構成する樹脂層が、前記電子回路上に開口を有して前記光電気混載基板上の少なくとも一部分を覆うことを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記透光部材を支持する支持部材が前記光電気混載基板上に設置されていることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記支持部材は、前記縦型光導波路のコアと同じ材料で構成されていることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記光電気混載基板上にスペーサが設置され、前記透光部材は前記スペーサから張り出す形で設置されていることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記透光部材に、前記光電気混載デバイスを前記データ伝送用のモジュールに載置するためのアライメント用のマーカー穴が設けられ、前記マーカー穴と前記データ伝送用のモジュールに設けられた嵌合穴とを治具を用いて機械的に位置合わせすることで前記光電気混載デバイスと前記データ伝送用のモジュールとのアライメントが行われることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項８】
請求項１〜６の何れか１項に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記透光部材の端部が前記光電気混載デバイスを前記データ伝送用のモジュールに載置するためのアライメントとして使用されるよう構成されていることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の光電気混載デバイスにおいて、
前記封止構造は、該封止構造を貫通して前記電気信号経路に接続される１又は複数の導電部材、及び前記導電部材の頂部にそれぞれ設けられた１又は複数の電気接続部を備え、
前記１又は複数の導電部材を介して電気信号の入力又は出力を行い、前記光学フラット面の位置が、前記電気接続部の頂部を下回らないように構成したことを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記データ伝送用のモジュールが、インターポーザ又はＡＯＣ（Active Optical Cable）基板であり、前記縦型光導波路との間で光信号を伝達する光導波路が設けられた光コネクタを前記光学フラット面に載置する際に、前記１又は複数の電気接続部に一括接続され電気信号を外部に入出力するブリッジ基板と前記光コネクタとの衝突が回避されるように前記光学フラット面の位置が設定されていることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項１１】
請求項９に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記光学フラット面の位置が、前記導電部材の頂部に設けられる電気接続部の頂部の高さに一致するように構成され、これにより、前記光電気混載デバイスを、光信号及び電気信号の入出力を基板上面で行うデータ伝送用のモジュールに、前記光電気混載デバイスの入出力面を光電気インターポーザ／プリント基板の入出力面に対向させて組み込んだ場合に、光信号及び電気信号の入出力が同一面で行われることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記データ伝送用のモジュールが、光回路と電気回路とを同一基板内に形成した光電気インターポーザ／プリント基板であることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか１項に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記縦型光導波路が複数の光導波路で構成されていることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記複数の光導波路は、円筒形状であることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項１５】
請求項１３に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記複数の光導波路は、前記光導波路に向かって直径が絞られていくテーパ形状、又は、前記光学フラット面に向かって直径が絞られていく逆テーパ形状であることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項１６】
請求項１３に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記複数の光導波路は、軸が傾斜していることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項１７】
請求項１３に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記複数の光導波路は、斜円筒形状、若しくは、軸が傾斜したテーパ形状又は逆テーパ形状であることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記光導波路は光硬化性樹脂からなり、前記光導波路の端部と接して形成された、前記光硬化性樹脂の感光波長の光に対する反射防止層を前記光電気混載基板上に備えていることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記反射防止層は、前記光硬化性樹脂の感光波長の光を吸収する光吸収材料を成分として含有する光吸収層であることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項２０】
請求項１９に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記光吸収層は、前記光硬化性樹脂を成分として更に含有することを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項２１】
請求項１８〜２０の何れか１項に記載の光電気混載デバイスにおいて、前記反射防止層は、前記光源の発光波長又は前記受光器の感度波長に対して透明であることを特徴とする光電気混載デバイス。
【請求項２２】
光信号を伝達する光導波路、電気信号を伝達する電気信号経路、電子回路、光変調器、受光器及び／又は光源が設けられた光電気混載基板を準備する工程と、
透光部及び光学フラット面を有する透光部材を準備する工程と、
前記光電気混載基板に対し前記透光部材のアライメントを行い、該透光部材を設置する工程と、
前記光電気混載基板と前記透光部材との間に形成される空間に光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を供給する工程と、
前記光硬化性樹脂を露光して前記透光部と前記光導波路との間に縦型光導波路を形成する工程と、
未硬化の光硬化性樹脂を除去する工程と、
を含む、前記光電気混載基板、前記透光部材、及び、前記縦型光導波路を備えた光電気混載デバイスの製造方法であって、
前記透光部材を準備する工程で、前記透光部材に、前記光電気混載デバイスとデータ伝送用のモジュールとの位置合わせを行うためのアライメント用のマーカー穴を作成し、
前記光電気混載デバイスが、前記光電気信号の入力又は出力を行うとともに前記縦型光導波路を介して光信号の入力又は出力を行い、前記データ伝送用のモジュールに組み込まれて信号変換素子として使用されることを特徴とする光電気混載デバイスの製造方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の製造方法において、前記透光部材を、前記縦型光導波路を形成するための露光用マスクとして用い、露光後に剥離せずに残すことを特徴とする製造方法。
【請求項２４】
光信号を伝達する光導波路、電気信号を伝達する電気信号経路、電子回路、光変調器、受光器及び／又は光源が設けられた光電気混載基板を準備する工程と、
透光部及び光学フラット面を有する透光部材を準備する工程と、
前記光電気混載基板に対し前記透光部材のアライメントを行い、該透光部材を設置する工程と、
前記光電気混載基板と前記透光部材との間に形成される空間及び前記光電気混載基板上に光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を供給する工程と、
前記光硬化性樹脂を露光して前記透光部と前記光導波路との間に縦型光導波路を形成するとともに、前記電子回路の周縁部分に相当する前記光硬化性樹脂を露光する工程と、
未硬化の光硬化性樹脂を除去する工程と、
を含む、前記光電気混載基板、前記透光部材、及び、前記縦型光導波路を備えた光電気混載デバイスの製造方法であって、
前記光電気混載デバイスが、電気信号の入力又は出力を行うとともに前記縦型光導波路を介して光信号の入力又は出力を行い、データ伝送用のモジュールに組み込まれて信号変換素子として使用されることを特徴とする光電気混載デバイスの製造方法。
【請求項２５】
光信号を伝達する光導波路、電気信号を伝達する電気信号経路、電子回路、光変調器、受光器及び／又は光源が設けられた光電気混載基板を準備する工程と、
透光部及び光学フラット面を有する透光部材を準備する工程と、
前記光電気混載基板に対し前記透光部材のアライメントを行い、該透光部材を設置する工程と、
縦型光導波路のコア部分を形成するためのコア用の光硬化性樹脂を供給する工程と、
前記コア用の光硬化性樹脂を露光して前記透光部と前記光導波路との間に前記縦型光導波路のコア部分を形成する工程と、
未硬化の前記コア用の光硬化性樹脂を除去する工程と、
前記光電気混載基板と前記透光部材との間に形成される空間及び前記光電気混載基板上に、前記縦型光導波路のクラッド部分を形成するためのクラッド用の光硬化性樹脂を供給する工程と、
前記クラッド部分と前記電子回路の周縁に相当する前記クラッド用の光硬化性樹脂を露光する工程と、
未硬化の前記クラッド用の光硬化性樹脂を除去する工程と、
を含む、前記光電気混載基板、前記透光部材、及び、前記縦型光導波路を備えた光電気混載デバイスの製造方法であって、
前記光電気混載デバイスが、電気信号の入力又は出力を行うとともに前記縦型光導波路を介して光信号の入力又は出力を行い、データ伝送用のモジュールに組み込まれて信号変換素子として使用されることを特徴とする光電気混載デバイスの製造方法。
【請求項２６】
光信号を伝達する光導波路、電気信号を伝達する電気信号経路、電子回路、光変調器、受光器及び／又は光源が設けられた光電気混載基板を準備する工程と、
透光部及び光学フラット面を有する透光部材を準備する工程と、
前記光電気混載基板に対し前記透光部材のアライメントを行い、該透光部材を設置する工程と、
前記光電気混載基板と前記透光部材との間に形成される空間及び前記光電気混載基板上に、縦型光導波路のコア部分を形成するためのコア用の光硬化性樹脂を供給する工程と、
前記コア部分と前記電子回路の周縁の一部に相当する前記コア用の光硬化性樹脂を露光する工程と、
未硬化の前記コア用の光硬化性樹脂を除去する工程と、
前記光電気混載基板と前記透光部材との間に形成される空間及び前記光電気混載基板上に、前記縦型光導波路のクラッド部分を形成するためのクラッド用の光硬化性樹脂を供給する工程と、
前記クラッド部分と前記電子回路の周縁の残部に相当する前記クラッド用の光硬化性樹脂を露光する工程と、
未硬化の前記クラッド用の光硬化性樹脂を除去する工程と、
を含む、前記光電気混載基板、前記透光部材、及び、前記縦型光導波路を備えた光電気混載デバイスの製造方法であって、
前記光電気混載デバイスが、電気信号の入力又は出力を行うとともに前記縦型光導波路を介して光信号の入力又は出力を行い、データ伝送用のモジュールに組み込まれて信号変換素子として使用されることを特徴とする光電気混載デバイスの製造方法。
【請求項２７】
請求項２２〜２６の何れか１項に記載の製造方法において、前記光硬化性樹脂を露光することによって、前記縦型光導波路と、前記電子回路上の前記光硬化性樹脂で覆われていない開口とを同時に形成することを特徴とする製造方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の製造方法において、前記縦型光導波路の部分は光を透過し前記電子回路上の前記開口となる部分は光を遮蔽するように構成されたマスクを用いて露光を行うことを特徴とする製造方法。
【請求項２９】
請求項２７又は２８に記載の製造方法において、前記電子回路上の前記開口の周囲の硬化後の光硬化性樹脂が、前記電子回路の側面を覆って前記電子回路の底面を封止していることを特徴とする製造方法。
【請求項３０】
請求項２２〜２９の何れか１項に記載の製造方法であって、前記光電気混載基板上にスペーサを配置する工程を更に含み、前記透光部材は前記スペーサから張り出す形で配置されることを特徴とする製造方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の製造方法において、前記透光部材の張り出した端部が光照射されるように前記光硬化性樹脂を露光することによって、前記透光部材の前記端部を支持する支持部材を前記縦型光導波路と同時に形成することを特徴とする製造方法。
【請求項３２】
請求項３０又は３１に記載の製造方法において、前記透光部材の前記スペーサと接している部分を光照射して当該部分に入り込んだ前記光硬化性樹脂を硬化させることによって、前記縦型光導波路の形成と同時に前記透光部材と前記スペーサを前記光硬化性樹脂により固着することを特徴とする製造方法。
【請求項３３】
請求項２２〜３２の何れか１項に記載の製造方法において、前記透光部材は、前記光硬化性樹脂に接して前記光電気混載基板上に所定高さで保持され、前記透光部材の前記縦型光導波路以外の部分が光照射されるように前記光硬化性樹脂を露光することによって、前記透光部材を前記光電気混載基板上に支持する支持部材を前記縦型光導波路と同時に形成することを特徴とする製造方法。
【請求項３４】
光信号を伝達する光導波路、電気信号を伝達する電気信号経路、及び電子回路が設けられるとともに、光変調器及び光源、及び／又は受光器が設けられた光電気混載基板の上に、前記光電気混載基板の光信号の入出力を担う特定部分を除いて覆う封止構造を設置する工程と、
ガラスウェハーを準備する工程と、
フォトマスクを準備し、前記ガラスウェハーと前記フォトマスクとの間に形成される空間に光硬化性樹脂を供給し、前記光硬化性樹脂を前記フォトマスクを介して露光することにより、前記ガラスウェハー上に光導波路を複数同時に形成し、クラッド部材を充填・硬化して、前記ガラスウェハー上に縦型光導波路を複数形成する工程と、
前記縦型光導波路が複数形成されたガラスウェハーをダイシングし、個々の縦型光導波路ユニットを形成する工程と、
前記縦型光導波路ユニットを、前記縦型光導波路が形成された面の裏面が光学フラット面として上面になるような状態で前記光電気混載基板の光信号の入出力を担う前記特定部分に組み込む工程と、
を含む、前記光電気混載基板、前記封止構造、及び、前記縦型光導波路を備えた光電気混載デバイスの製造方法であって、
前記光電気混載デバイスが、電気信号の入力又は出力を行うとともに前記縦型光導波路を介して光信号の入力又は出力を行い、データ伝送用のモジュールに組み込まれて信号変換素子として使用されることを特徴とする光電気混載デバイスの製造方法。
【請求項３５】
請求項２２〜３４の何れか１項に記載の製造方法において、
前記電気信号経路に接続される１又は複数の導電部材及び前記導電部材の頂部にそれぞれ設けられた１又は複数の電気接続部を備え、  
前記光学フラット面の位置が前記電気接続部の頂部を下回らない構成とされ、これにより、前記縦型光導波路との間で光信号を伝達する光導波路が設けられた光コネクタを前記光学フラット面に載置する際に、前記１又は複数の電気接続部に一括接続され電気信号を外部に入出力するブリッジ基板と前記光コネクタとの衝突が回避されることを特徴とする光電気混載デバイスの製造方法。
【請求項３６】
請求項２２〜３５の何れか１項に記載の製造方法において、前記縦型光導波路が複数の光導波路で構成されていることを特徴とする製造方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の製造方法において、前記複数の光導波路は、円筒形状であることを特徴とする製造方法。
【請求項３８】
請求項３６に記載の製造方法において、前記複数の光導波路は、前記光導波路に向かって直径が絞られていくテーパ形状、又は、前記光学フラット面に向かって直径が絞られていく逆テーパ形状であることを特徴とする製造方法。
【請求項３９】
請求項３６に記載の製造方法において、前記複数の光導波路は、軸が傾斜していることを特徴とする製造方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の製造方法において、前記複数の光導波路は、斜円筒形状、若しくは、軸が傾斜したテーパ形状又は逆テーパ形状であることを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターポーザ、ＡＯＣ（Active Optical Cable）基板等のデータ伝送用のモジュールに組み込まれる信号変換素子として使用されるのに好適な、電気信号を光信号に、光信号を電気信号に変換する光電気混載デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ボード間、コンピュータ間、周辺機器間などの電子機器の接続において、電気配線による信号遅延、発熱、ＥＭＩ（電磁放射ノイズ）の発生などの問題が表面化しており、電気配線で発生するこのような問題を解決するために、シリコンフォトニクス技術を用いた光インターコネクションが開発されつつある（非特許文献１〜３参照）。因みに、シリコンフォトニクストとは、シリコンを材料とする光素子技術を意味しており、光インターコネクションとは、外部機器などからの電気信号を光信号に、また、光信号を電気信号に変換して、変換された光信号又は電気信号を別の外部機器などに伝送し、信号のやり取りを行う技術を意味している。この光インターコネクションは、電気配線の場合のような寄生容量による信号遅延、グランドの不安定性からくる信号劣化、配線から放射されるＥＭＩの放射などを解消する画期的な技術であるが、光信号及び電気信号の入出力のための構成等は、それぞれ独自仕様のものが多く標準化されてはいない。【０００３】
光インターコネクションを実現するために、基板上に光回路と電子部品を混載した光電気混載デバイスについて従来から各種の提案がなされている（例えば、特許文献１の「背景技術」の欄、特許文献２の図１３等参照）。【０００４】
例えば、シリコンフォトニクス技術を用いたチップ型光トランシーバに関連するものとして、Molex社の印刷回路板（ＰＣＢ）に搭載されているLuxtera社のシリコン・フォトチップがある。このシリコン・フォトチップは、光送受信機であり（非特許文献３；１１頁参照）、電気信号及び光信号をチップの上面から入出力するように構成されている。そして、Luxtera社のシリコン・フォトチップとMolex社のＰＣＢとの電気的接続はワイヤボンディングでなされ、また、光信号を送受信するために光ファイバはエポキシ樹脂でシリコンCMOSチップの頂部に直接接着されている（非特許文献２参照）。【０００５】
また、光電気混載デバイスを製造するための要素技術として、従来、光硬化性樹脂内に当該樹脂の感光波長の光を伝搬させることによって光が通った部分の樹脂を硬化させ、その部分を光導波路コアとする自己形成光導波路技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。このような従来の自己形成光導波路技術により作成された光電気混載デバイス２９４００の一構成例を図３２に示す。基板２９４１０上には、受光素子２９４５０がその受光面を上に向けて実装されている。受光素子２９４５０の上部には、光硬化性樹脂製の光導波路コア２９４２０が、受光素子２９４５０の受光面から上方に向かって基板２９４１０に対して垂直に形成されている。光導波路コア２９４２０の周囲は、クラッド層２９４３０としての樹脂によって覆われている。光導波路コア２９４２０の上側端面の上方には、４５度ミラー２９４６０が設置され、クラッド層２９４３０の上部且つ４５度ミラー２９４６０の側方には、光ファイバ２９４７０が設置されている。このような構成において、光ファイバ２９４７０を伝送されてきた光信号は、４５度ミラー２９４６０によって光路を基板２９４１０垂直方向に折り曲げられて光導波路コア２９４２０に入射され、光導波路コア２９４２０を通って受光素子２９４５０に受光される。【０００６】
図３３Ａ〜図３３Ｂは、上記光硬化性樹脂製光導波路コア２９４２０の製造方法の例を示す図である（特許文献２の図２を参照）。まず、基板（受光素子は不図示）２９４１０上に光硬化性樹脂２９４２２を供給し、その上に光導波路コア形成用のマスク２９５１０を配置する。マスク２９５１０は、ガラス板２９５１４の一方の面に開口部２９５１２を除いてクロム膜２９５１６を形成したものである。次に、マスク２９５１０を介して光硬化性樹脂２９４２２にその感光波長の光（例えばＵＶ光）２９５２０を照射する（図３３Ａ）。これにより、開口部２９５１２を通過した光が通った部分の光硬化性樹脂が硬化して、光導波路コア２９４２０が形成される（図３３Ｂ）。次に、未硬化の光硬化性樹脂２９４２２を現像液で洗い流して除去し、更に光導波路コア２９４２０の周囲にクラッド層用の樹脂２９４３０を充填する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００９−５３６３６２号公報
【特許文献２】特開２００８−２９９１８０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】”Demonstration of 12.5-Gbps optical interconnects integrated with lasers, optical splitters, optical modulators and photodetectors on a single silicon substrate”, OPTICS EXPRESS Vol. 20, No, 26 (2012/12/10) B256−B263
【非特許文献２】”The Luxtera CMOS Integrated Photonic Chip in a Molex Cable”,URL:http://www.chipworks.com/blog/technologyblog/2012/12/03/the-luxtera-cmos-integrated-photonic-chip-in-a-molex-cable/
【非特許文献３】”Blazar 40 GbpsOptical Active Cable“,  URL:http://www.datcominc.com/picture_library/upload/Luxtera/Blazar%2040Gbps%20Optical%20Active%20Cable.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、非特許文献２には、シリコンフォトニクス技術を用いて作成したチップ型光トランシーバをＰＣＢに搭載し、ＡＯＣ基板として用いることが開示されている。しかしながら、このチップ型光トランシーバは、光信号を送受信するために光ファイバがエポキシ樹脂でシリコンCMOSチップの頂部に直接接着されており、別の入出力形式のＰＣＢにはそのまま適用することはできない。そのため、別の形式のＰＣＢに搭載する場合には、搭載するＰＣＢに適合した入出力構造を採用する必要がある。そこで、信号変換素子として機能するチップ型光トランシーバの入出力構造の仕様を標準化することが考えられるが、入出力構造の標準化にあたっては、光電気混載デバイスの光学接続のための構成を簡素化して、光学接続を正確且つ簡便に行うことができるようにする必要がある。【００１０】
また、光電気混載デバイスに関しては、基板上に搭載された電子部品の湿度や水分に対する信頼性を確保するために、例えば、ガラス製のカバーで基板上の電子部品の全体を覆って封止することが考えられる。しかしながら、ガラス製のカバーで基板上の電子部品の全体を覆った場合、電子部品の放熱性が悪くなるという問題があり、放熱性に優れた光電気混載デバイスを簡便な方法で製造することが課題となる。【００１１】
また、光電気混載デバイスの製造において、自己形成光導波路技術を用いて光導波路コアを基板に対して斜めに（基板に対して傾けて）形成しようとした場合には、図３４に示すように、光硬化性樹脂２９４２２内を斜めに伝搬させた感光波長の光２９６２０が基板２９４１０の表面で反射されて、この反射光２９６２２によって、本来光導波路コアが形成されるべきでない部分の光硬化性樹脂までもが意図せず硬化してしまう、という問題が発生する可能性がある。そこで、基板上部に光硬化性樹脂からなる光導波路コアを形成するに際し、光硬化性樹脂が基板反射によって光導波路コア以外の不必要な箇所で硬化してしまうのを防止する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明の光電気混載デバイスは、データ伝送用のモジュールに組み込まれる信号変換素子として使用されるのに好適な構成を有している。なお、該光電気混載デバイスは、光送信タイプ、光受信タイプ、光送受信タイプの３種を包含するものである。【００１３】
光電気混載デバイスの第１の基本構成は、前記光電気混載基板の上に設けられ前記光電気混載基板の光信号の入出力を担う特定部分を除いて覆う封止構造、光学フラット面を有し前記光電気混載基板の光信号の入出力を担う特定部分に光路を形成する縦型光導波路を備えるものであり、前記縦型光導波路との間で光信号を伝達する光導波路が設けられた光コネクタを前記縦型光導波路の前記光学フラット面に正確且つ簡便に載置し得るものである。【００１４】
そして、光電気混載デバイスの第２の基本構成は、光電気混載基板の上に設けられ前記光電気混載基板の光信号の入出力を担う特定部分を除いて覆う封止構造、前記特定部分を覆うように設置され光学フラット面を有するとともに透光部を有する透光部材、前記透光部材の前記透光部と前記光電気混載基板の光導波路との間に光路を形成する縦型光導波路を備えるものであり、前記縦型光導波路との間で光信号を伝達する光導波路が設けられた光コネクタを前記透光部材の前記光学フラット面に正確且つ簡便に載置し得るものである。【００１５】
光電気混載デバイスにおける放熱性の改善という上述の課題を解決するために、本発明の光電気混載デバイスに関する一態様は、前記透光部材が前記電子回路の上面の全てを覆うことがないように設置されているものである。【００１６】
また、放熱性の改善という上述の課題を解決するために、本発明の光電気混載デバイスに関する他の一態様は、前記縦型光導波路のクラッドを構成する樹脂層が、前記電子回路上に開口を有して前記光電気混載基板上の少なくとも一部分を覆うものである。【００１７】
本発明の光電気混載デバイスに関する一態様は、前記透光部材の位置を安定化するために、前記透光部材を支持する支持部材が前記光電気混載基板上に設置されているものであり、前記支持部材は、前記縦型光導波路のコアと同じ材料で構成することができる。【００１８】
本発明の光電気混載デバイスに関する他の一態様は、前記透光部材の位置を安定化するために、前記透光部材が、前記光電気混載基板上に設置されているスペーサから張り出す形で設置されているものである。【００１９】
光電気混載デバイスをデータ伝送用のモジュールに載置する際のアライメントを容易に行うための一構成として、光電気混載デバイスの透光部材にアライメント用のマーカー穴を設け、前記マーカー穴と前記データ伝送用のモジュールに設けられた嵌合穴とを治具を用いて機械的に位置合わせすることで前記光電気混載デバイスと前記データ伝送用のモジュールとの正確なアライメントができる。なお、光電気混載デバイスの透光部材の端部が前記光電気混載デバイスを前記データ伝送用のモジュールに載置するためのアライメントとして使用されるよう構成することで前記光電気混載デバイスと前記データ伝送用のモジュールとのアライメントを行うことも可能である。【００２０】
また、上記のような第１及び第２の基本構成に、前記封止構造を貫通して前記光電気混載基板の電気信号経路に接続される１又は複数の導電部材（導電ピン）、前記１又は複数の１又は複数の導電部材の頂部に設けられた電気接続部（半田ボールやバンプ等）に係る構成を付加し、前記光学フラット面の位置が、前記電気接続部の頂部を下回らないように構成すれば、光コネクタを前記光学フラット面に載置した際に、該光コネクタと前記電気接続部の頂部との衝突を回避するようにできる。【００２１】
そして、このような光電気混載デバイスについて、以下のような信号変換素子としての適用形態が可能である。
（Ａ）データ伝送用のモジュールがインターポーザ又はＡＯＣ基板の場合に、前記フラット面の位置が、前記電気信号経路に接続される１又は複数の前記導電部材の頂部にそれぞれ設けられた１又は複数の電気接続部の頂部を下回らない構成として、前記縦型光導波路（複数の光導波路）との間で光信号を伝達する光導波路が設けられた光コネクタを前記光学フラット面に載置する際に、前記１又は複数の電気接続部に一括接続され電気信号を外部に入出力するブリッジ基板の上面と前記光コネクタとの衝突を回避する。
（Ｂ）データ伝送用のモジュールが光信号及び電気信号の入出力を同一面で行うデータ伝送用のモジュール、例えば、光回路と電気回路とを同一基板内に形成した光電気インターポーザ／プリント基板の場合に、光学フラット面の位置を、前記電気信号経路に接続される１又は複数の前記導電部材の頂部にそれぞれ設けられた１又は複数の電気接続部の頂部の高さに一致するように構成して、光信号及び電気信号の入出力を同一面で行う。【００２２】
光電気混載デバイスの前記縦型光導波路に含まれる光導波路の形状として、円筒形状や斜円筒形状を採用できるが、斜円筒形状を採用した場合には、光素子の配置の自由度を高めることができる。また、光電気混載基板の光導波路に向かって直径が絞られていくテーパ形状、又は、前記光学フラット面に向かって直径が絞られていく逆テーパ形状を採用することができ、前者は、特に、受光素子に光を集光するのに適した形状であり、後者は、光学フラット面に載置される光コネクタの光ファイバに光を集光するのに適した形状となっている。更に、テーパ（又は、逆テーパ）の軸を傾斜させて、光素子の配置の自由度を高め、より効率的な導光を行うことも可能である。【００２３】
また、光硬化性樹脂が基板反射によって光導波路コア以外の不必要な箇所で硬化してしまう可能性があるという上述の課題を解決するために、本発明の光電気混載デバイスに関する一態様は、前記光導波路コアの前記光導波路側の端部と接して形成された、前記光硬化性樹脂の感光波長の光に対する反射防止層を備えているものである。そして、前記反射防止層は、前記光硬化性樹脂の感光波長の光を吸収する光吸収材料を成分として含有する光吸収層とすることができ、前記光吸収層は、前記光硬化性樹脂を成分として更に含有することができる。なお、前記反射防止層は、前記光源の発光波長又は前記受光器の感度波長に対して透明とすることができる。【００２４】
上記光電気混載デバイスの製造方法の一態様は、概略、以下のとおりである。【００２５】
まず、ベースとなる光電気混載基板とフォトマスクとを準備し、前記フォトマスクを前記光電気混載基板に対しアライメントを行い設置する。次に、前記光電気混載基板と前記フォトマスクとの間に形成される空間に光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を供給し、前記光硬化性樹脂を露光して縦型光導波路を形成する。次に、未硬化の光硬化性樹脂を除去する。最後に、フォトマスクを取り外す。【００２６】
また、上記光電気混載デバイスの製造方法の他の一態様は、概略、以下のとおりである。【００２７】
まず、ベースとなる光電気混載基板と透光部及び光学フラット面を有する透光部材とを準備し、前記光電気混載基板に対し前記透光部材のアライメントを行い、前記透光部材を設置する。次に、前記光電気混載基板と前記透光部材との間に形成される空間に光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を供給し、前記光硬化性樹脂を露光して前記透光部と前記光導波路との間に縦型光導波路を形成する。最後に、未硬化の光硬化性樹脂を除去する。なお、前記透光部材を、前記縦型光導波路を形成するための露光用マスクとして用い、露光後に剥離せずに残し、その光学フラット面に光コネクタを正確且つ簡便に載置することができる。【００２８】
また、前記電気信号経路に接続される１又は複数の導電部材及び前記導電部材の頂部にそれぞれ設けられた１又は複数の電気接続部を備える構成とし、前記光学フラット面の位置が、前記電気接続部の頂部の高さを下回らないようにして、前記縦型光導波路との間で光信号を伝達する光導波路が設けられた光コネクタを前記光学フラット面に載置する際に、前記１又は複数の電気接続部に一括接続され電気信号を外部に入出力するブリッジ基板と前記光コネクタとの衝突を回避している。【００２９】
上記光電気混載デバイスの製造方法に関し、前記縦型光導波路を複数の光導波路を含む構成とすることができ、複数の光導波路を形成する工程において、光導波路の形状を、円筒形状や斜円筒形状、光電気混載基板の光導波路に向かって直径が絞られていくテーパ形状、又は、光学フラット面に向かって直径が絞られていく逆テーパ形状に形成することもでき、また、テーパ形状又は逆テーパ形状をその光軸を傾斜させて形成することもできる。【００３０】
また、透光部材を準備する工程で、光電気混載デバイスとデータ伝送用のモジュールとの位置合わせを行うためのアライメント用のマーカー穴を作成することもできる。【００３１】
放熱性等の改善という上述の課題を解決するために、本発明の光電気混載デバイスの製造方法に関する一態様は、前記光電気混載基板と前記透光部材との間に形成される空間及び前記光電気混載基板上に光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を供給し、前記透光部材の上部から光を照射し、前記透光部を通過した光により前記光硬化性樹脂を露光して前記透光部と前記光導波路との間に縦型光導波路を形成するとともに、前記電子回路の周縁部分に相当する前記光硬化性樹脂を露光し、未硬化の光硬化性樹脂を除去するものである。【００３２】
放熱性等の改善という上述の課題を解決するために、本発明の光電気混載デバイスの製造方法に関する他の一態様は、縦型光導波路のコア部分を形成するためのコア用の光硬化性樹脂を供給し、前記コア用の光硬化性樹脂を露光して前記透光部と前記光導波路との間に前記縦型光導波路のコア部分を形成し、未硬化の前記コア用の光硬化性樹脂を除去した後、前記光電気混載基板と前記透光部材との間に形成される空間及び前記光電気混載基板上に、前記縦型光導波路のクラッド部分を形成するためのクラッド用の光硬化性樹脂を供給し、前記クラッド部分と前記電子回路の周縁に相当する前記クラッド用の光硬化性樹脂を露光し、未硬化の前記クラッド用の光硬化性樹脂を除去するものである。【００３３】
放熱性等の改善という上述の課題を解決するために、本発明の光電気混載デバイスの製造方法に関する他の一態様は、前記光電気混載基板と前記透光部材との間に形成される空間及び前記光電気混載基板上に、縦型光導波路のコア部分を形成するためのコア用の光硬化性樹脂を供給し、前記コア部分と前記電子回路の周縁の一部に相当する前記コア用の光硬化性樹脂を露光し、未硬化の前記コア用の光硬化性樹脂を除去した後、前記光電気混載基板と前記透光部材との間に形成される空間及び前記光電気混載基板上に、前記縦型光導波路のクラッド部分を形成するためのクラッド用の光硬化性樹脂を供給し、前記クラッド部分と前記電子回路の周縁の残部に相当する前記クラッド用の光硬化性樹脂を露光し、未硬化の前記クラッド用の光硬化性樹脂を除去するものである。また、前記縦型光導波路の部分は光を透過し前記電子回路上の前記開口となる部分は光を遮蔽するように構成されたマスクを用いて露光を行うことができ、前記電子回路上の前記開口の周囲の硬化後の光硬化性樹脂が、前記電子回路の側面を覆って前記電子回路の底面を封止するようにできる。【００３４】
そして、マスクの形状を工夫すること等により、縦型光導波路に含まれる光導波路の形状を、円筒形状や斜円筒形状、光電気混載基板の光導波路に向かって直径が絞られていくテーパ形状、又は、光学フラット面に向かって直径が絞られていく逆テーパ形状に形成することもでき、また、テーパ形状又は逆テーパ形状をその光軸を傾斜させて形成することもできる。【００３５】
前記透光部材の位置を安定化するために、本発明の光電気混載デバイスの製造方法に関する一態様は、前記光電気混載基板上にスペーサを配置し、前記透光部材は前記スペーサから張り出す形で配置されるようにされている。そして、前記透光部材の張り出した端部が光照射されるように前記光硬化性樹脂を露光することによって、前記透光部材の前記端部を支持する支持部材を前記縦型光導波路と同時に形成することができ、前記透光部材の前記スペーサと接している部分を光照射して当該部分に入り込んだ前記光硬化性樹脂を硬化させることによって、前記縦型光導波路の形成と同時に前記透光部材と前記スペーサを前記光硬化性樹脂により固着することもできる。【００３６】
前記透光部材の位置を安定化するために、本発明の光電気混載デバイスの製造方法に関する他の一態様は、前記透光部材が前記光硬化性樹脂に接して前記光電気混載基板上に所定高さで保持され、前記透光部材の前記縦型光導波路以外の部分が光照射されるように前記光硬化型樹脂を露光することによって、前記透光部材を前記光電気混載基板上に支持する支持部材を前記縦型光導波路と同時に形成するように構成されている。【００３７】
また、上記光電気混載デバイスの製造方法の他の一態様は、ベースとなる光電気混載基板の上に、前記光電気混載基板の光信号の入出力を担う特定部分を除いて覆う封止構造を設置し、ガラスウェハーを準備し、フォトマスクを準備し、前記ガラスウェハーと前記フォトマスクとの間に形成される空間に光硬化性樹脂を供給して前記光硬化性樹脂を前記フォトマスクを介して露光することにより前記ガラスウェハー上に光導波路を複数同時に形成し、クラッド部材を充填・硬化して、前記ガラスウェハー上に縦型光導波路を複数形成し、前記縦型光導波路が複数形成されたガラスウェハーをダイシングし、個々の縦型光導波路ユニットを形成し、前記縦型光導波路ユニットを、前記縦型光導波路が形成された面の裏面が光学フラット面として上面になるような状態で前記光電気混載基板の光信号の入出力を担う前記特定部分に組み込むように構成されている。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の光電気混載デバイスの前記第１及び第２の基本的構成によれば、縦型光導波路（複数の光導波路）との間で光信号を伝達する光導波路が設けられた光コネクタを、光学フラット面に正確且つ簡便に載置し得る。【００３９】
また、本発明の光電気混載デバイスは、放熱性の改善や透光部材の位置の安定化に優れた効果を発揮することができる。【００４０】
本発明の光電気混載デバイスの前記第１及び第２の基本的構成に、前記封止構造を貫通して前記光電気混載基板の電気信号経路に接続される１又は複数の導電部材（導電ピン）、前記１又は複数の１又は複数の導電部材の頂部に設けられた電気接続部（半田ボールやバンプ等）に係る構成を付加し、前記光学フラット面の位置が、前記電気接続部の頂部を下回らない構成とすれば、光コネクタを前記光学フラット面に載置した際に、該光コネクタと前記電気接続部の頂部との衝突を回避するようにできる。【００４１】
また、光電気混載デバイスが組み込まれるデータ伝送用のモジュールが如何なる形式のインターポーザ又はＡＯＣ基板であっても、光学的接続部及び電気的接続部を共通の仕様として標準化することにより、光電気混載デバイスを基板毎に改変することなく共通に組み込むことができる。【００４２】
さらに、光学フラット面の位置を、導電部材の頂部に設けられる電気接続部の頂部の高さに一致するように構成することにより、光回路と電気回路とを同一基板内に形成した光電気インターポーザ／プリント基板に、前記光電気混載デバイスを、その入出力面が前記光電気インターポーザ／プリント基板の入出力面に対向するように組み込んだ場合に、前記光電気混載デバイスと前記データ伝送用のモジュールを整合させることができる。【００４３】
光電気混載デバイスの透光部材にアライメント用のマーカー穴を設け、前記マーカー穴と前記データ伝送用のモジュールに設けられた嵌合穴とを治具を用いて機械的に位置合わせすることで、光電気混載デバイスをデータ伝送用のモジュールに載置する際のアライメントを正確且つ簡便に行うことができる。【００４４】
また、光電気混載デバイスの透光部材の端部を前記光電気混載デバイスを前記データ伝送用のモジュールに載置するためのアライメントとして使用することで前記光電気混載デバイスと前記データ伝送用のモジュールとのアライメントを正確且つ簡便に行うことができる。【００４５】
光電気混載デバイスの光導波路の形状として、光電気混載基板の光導波路に向かって直径が絞られていくテーパ形状、又は、前記光学フラット面に向かって直径が絞られていく逆テーパ形状を採用すれば、受光素子に光を集光することや、光コネクタの光ファイバに光を集光することを効率的に行うことができる。また、テーパ（又は、逆テーパ）の軸を傾斜させれば、光素子の配置の自由度を高め、より効率的な導光を行うことも可能である。【００４６】
また、軸が傾斜した導波路を有する光電気混載デバイスに反射防止層を設けることにより、本来光導波路コアが形成されるべきでない部分の光硬化性樹脂までもが意図せず硬化してしまうという問題を解消し得る。【００４７】
また、本発明の光電気混載デバイスの製造方法の一態様によれば、自己形成導波路形成法により光導波路を作成することから、光導波路との正確な位置な整合を容易にとることができるとともに、その形状・傾きも適宜設定でき、また、剥離せずに残した透光部材を、光コネクタを載置する場合の光学フラットとして利用することができることから、製造工程を簡素化できる。【００４８】
また、本発明の光電気混載デバイスの製造方法の一態様によれば、透光部材を準備する工程で、光電気混載デバイスとデータ伝送用のモジュールとの位置合わせを行うためのアライメント用のマーカー穴を作成することもできるから、製造工程を簡素化できる。【００４９】
また、本発明の光電気混載デバイスの製造方法の一態様によれば、放熱性の改善や透光部材の位置の安定化に優れた効果を発揮する光電気混載デバイスを簡便な方法で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】光電気混載デバイスの一態様の透視模式図である。
【図１Ｂ】光電気混載デバイスの他の一態様の透視模式図である。
【図２】インターポーザ等の基板と光電気混載デバイスとをアライメント治具を用いて機械的に位置合わせするための構造を説明するための説明図である。
【図３】光電気混載デバイスの光送信側の断面構造を説明するための模式図である。
【図４】光電気混載デバイスの光受信側の断面構造を説明するための模式図である。
【図５】ＭＺＩタイプの光変調器の構造の例示図である。
【図６】導波路結合型のＭＳＭ  Ｇｅ  ＰＤの構造の例示図である。
【図７】光導波路の変形形状の説明図である。
【図８ａ】光電気混載デバイスをインターポーザに組み込む態様の説明図である。
【図８ｂ】光電気混載デバイスをインターポーザに組み込む態様の説明図である。
【図８ｃ】光電気混載デバイスをインターポーザに組み込む態様の説明図である。
【図９】光電気混載デバイスをＡＯＣ基板に組み込む態様の説明図である。
【図１０】光電気混載デバイスを光電気インターポーザ／プリント基板に組み込む態様の説明図である。
【図１１】光電気インターポーザ／プリント基板の実装構造の例示図である。
【図１２Ａ】光電気混載デバイスの製造工程の一態様の概略を示すフローチャートである。
【図１２Ｂ】光電気混載デバイスの製造工程の他の一態様の概略を示すフローチャートである。
【図１３】光回路と電子回路の集積化方法の概略を説明する説明図である。
【図１４】光電気混載デバイスの透光部材の透光部の断面形状を説明するための模式図である。
【図１５】光電気混載デバイスの一態様の製造方法を示すフローチャートである。
【図１６】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第１工程を示す図である。
【図１７】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第２工程を示す図である。
【図１８】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第３工程を示す図である。
【図１９】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第４工程を示す図である。
【図２０】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第５工程を示す図である。
【図２１】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第６工程を示す図である。
【図２２】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第７工程を示す図である。
【図２３】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第８工程を示す図である。
【図２４】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第９工程を示す図である。
【図２５】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第１０工程を示す図である。
【図２６】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第１１工程を示す図である。
【図２７】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第１２工程を示す図である。
【図２８】光電気混載デバイスの一態様の製造方法の第１３工程を示す図である。
【図２９】第１実施形態に係る光電気混載デバイス２９１００の断面構成図である。
【図３０Ａ】第１実施形態に係る光電気混載デバイス２９１００の製造方法を説明する図である。
【図３０Ｂ】第１実施形態に係る光電気混載デバイス２９１００の製造方法を説明する図である。
【図３０Ｃ】第１実施形態に係る光電気混載デバイス２９１００の製造方法を説明する図である。
【図３０Ｄ】第１実施形態に係る光電気混載デバイス２９１００の製造方法を説明する図である。
【図３１】第２実施形態に係る光電気混載デバイス２９３００の断面構成図である。
【図３２】従来の光電気混載デバイス２９４００の断面構成図である。
【図３３Ａ】従来の光電気混載デバイス２９４００の製造方法を説明する図である。
【図３３Ｂ】従来の光電気混載デバイス２９４００の製造方法を説明する図である。
【図３４】従来の光電気混載デバイスの断面構成図である。
【図３５】縦型光導波路ユニットを組み込んで光電気混載デバイス３５００を完成させる態様の概略を示す模式図である。
【図３６】縦型光導波路ユニットの作成方法の一態様を説明するためのフローチャートである
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明は、典型的には、インターポーザ、ＡＯＣ（Active Optical Cable）基板、今後の開発が期待される光回路と電気回路とを同一基板内に形成した光電気インターポーザ／プリント基板等のデータ伝送用のモジュールに組み込まれる信号変換素子として使用されるのに好適な光電気混載デバイスの構造、及びその製造方法に特徴を有するものであり、光信号を入出力するために縦型光導波路を利用し、また、該縦型光導波路を自己形成光導波路技術を用いて作成し、さらに、光学フラット面を利用すること等により、上記インターポーザ等への組み込みを簡便化し、標準化を容易に行えるようにしたものである。
【００５２】
以下、光電気混載デバイスの構造、適用事例、及び製造方法等について説明する。
【００５３】
〔光電気混載デバイスの構造〕
信号変換素子として使用されるのに好適な光電気混載デバイスには、光送信タイプ、光受信タイプ、光送受信タイプの３種が存在する。
【００５４】
図１Ａは、光送受信タイプの光電気混載デバイス１００の透視模式図であり、実際は５×５ｍｍ程度のスケールを有するものである。シリコン基板１０２内には、不図示の光導波路、受光器、光変調器等がシリコンフォトニクス技術を用いて形成されており、シリコン基板１０２上には、光変調の制御やレーザダイオード１１２の制御を行うドライバＩＣや受光信号の増幅等を行うレシーバＩＣを含むＩＣ回路１０４や不図示の電気配線等が設けられており、シリコン基板（光回路基板）１０２、ＩＣ回路１０４、電気配線等により光電気混載基板を形成している。封止構造１０６は、例えば、ガラス材料で作成されており、シリコン基板１０２の光信号の入出力を担う特定部分を除き、シリコン基板１０２を覆っている。また、封止構造１０６は、部材の表裏を貫通する複数の孔を備え、該孔内に導電ピン１０８が嵌合されているとともに、該導電ピン１０８の表面頂部には半田バンプ１１０が形成されている。
【００５５】
表面が光学フラット面を形成するとともに透光部１１８を有する透光部材１１６が、前記特定部分を覆うように前記封止構造１０６上に設けられ、シリコン基板１００、封止構造１０６、透光部材１１６で囲まれる空隙１１４が形成されている。この空隙１１４に光硬化性樹脂を充填し、透光部材１１６の上方から光（例えば、紫外光）を照射することにより、透光部材１１６の透光部１１８を通過した光により前記光硬化性樹脂の光通過部分を硬化させて自己形成導波路（縦型光導波路）を形成する。このようにして、前記透光部と前記光導波路との間に複数の光導波路１２２が形成され、未硬化の樹脂を除去すれば、空隙１１４内に複数の光導波路１２２が残されることになる（光導波路の製造方法の詳細は後述）。その後、光導波路の周囲を覆うようにクラッド部材（不図示）が形成される。なお、透光部材１１６は、例えば、ガラス基板の表面に光遮蔽性のクロム膜がコーティングされたものであり、該クロム膜の所定個所に所定形状を有する開口部をエッチングプロセス等で形成することにより、透光部１１８を形成するものである。
【００５６】
透光部材１１６のアライメント用のマーカー穴１２０は、上記のように開口部をエッチングで形成する際に、ガラス基板をエッチングして形成されたものであり、透光部１１８との位置の整合が取られていることから、アライメント用のマーカー穴１２０を用いて、インターポーザ等の基板に対してアライメント治具を用いて光電気混載デバイス１００を機械的に位置合わせすることができる。
【００５７】
図１Ｂに示される構成は、図１Ａの構成とは異なり、シリコン基板１００、封止構造１０６、不図示のフォトマスクで囲まれる空隙１１４が形成されている。そして、この空隙１１４に光硬化性樹脂を充填し、フォトマスクの上方から光（例えば、紫外光）を照射することにより、前記フォトマスクを通過した光により前記光硬化性樹脂の光通過部分を硬化させて自己形成導波路（縦型光導波路）を形成する。このようにして、前記フォトマスクと前記光導波路又は受光器との間に複数の光導波路１２２が形成され、未硬化の樹脂を除去すれば、空隙１１４内に複数の光導波路１２２が残されることになる（光導波路の製造方法の詳細は後述）。その後、光導波路の周囲を覆うようにクラッド部材（不図示）が形成され、フォトマスクが取り外されて光電気混載デバイスが完成する。なお、フォトマスクは、例えば、ガラス基板の表面に光遮蔽性のクロム膜がコーティングされたものであり、該クロム膜の所定個所に所定形状を有する開口部をエッチングプロセス等で形成されたものである。
【００５８】
図２を用いて、光電気混載デバイスを搭載するインターポーザ等の基板２００と光電気混載デバイス２２０とをアライメント治具２４０を用いて機械的に位置合わせするための構造を説明する。図２（ａ）は、光電気混載デバイス２２０を基板２００に搭載し位置合わせが完了した状態の平面図であり、図２（ｂ）、（ｃ）は、アライメント治具２４０を用いた機械的な位置合わせを説明するための説明図である。まず、光電気混載デバイス２２０を基板２００に仮置きし、アライメント治具２４０の脚部２４２を、基板２００に設けた嵌合穴２０２に挿入する。脚部２４２の嵌合穴２０２への挿入が進行していくと、アライメント治具２４０の半球状の突部２４４の表面の一部が、光電気混載デバイス２２０のアライメント用のマーカー穴２２６の縁部の一部に当接する。更に、脚部２４２の嵌合穴２０２への挿入が進行していくと、アライメント治具２４０の半球状の突部２４４により、光電気混載デバイス２２０のアライメント用のマーカー穴２２６の縁部が押されていき、最終的に突部２４４によりマーカー穴２２６の位置が決定されて（図２（ｃ）参照）、基板２００と光電気混載デバイス２２０との位置が整合する。その後、基板２００に光電気混載デバイス２２０が固着される。なお、上記のような機械的手段によるアライメントに代えて、光電気混載デバイスに設けた光学指標等を用いた光学的な手法によるアライメントも可能であり、その場合には、アライメント治具２４０、基板２００の嵌合穴２０２、光電気混載デバイス２２０のアライメント用のマーカー穴２２６は不要である。
【００５９】
光電気混載デバイス内部の断面構造や、その作動態様等につき説明する。
【００６０】
図３及び図４は、光電気混載デバイス内部の断面構造を説明するための模式図であり、図３は、光送信部分の断面構造を示すもの、図４は、光受信部分の断面構造を示すものである。
【００６１】
光送信部分の断面構造を示す図３に基づき、光信号送信の際の作動態様を説明する。半導体レーザ３２６からの出力光は、不図示のスポットサイズ変換器、光導波路３１２を介して光変調器３１４に入力され、光変調器３１４により変調された光信号が出力される。該変調された光信号は、光導波路３１２を介してグレーティングカプラ３１６に到達し、該グレーティングカプラ３１６で回折により光軸が変換されて、光導波路３１８を介して外部に出力される。なお、導電ピン３２０及び電気配線３２２を介して外部より与えられる電気信号は、光変調器３１４及び半導体レーザ３２６を制御するドライバＩＣ３２４に入力され、変調制御信号（電気信号）として、電気配線３２２を介して光変調器３１４に供給されるものである。なお、光導波路３１２、光変調器３１４、グレーティングカプラ３１６等は、シリコン基板３１０内に、シリコンフォトニクスト技術により作成されるものである。
【００６２】
次に、光受信部分の断面構造を示す図４に基づき、光信号受信の際の作動態様を説明する。外部より与えられる光信号は、光導波路４１２を介して面入射型のフォトダイオード４１４で直接受光され、電気信号に変換されて電気配線４１６を介してレシーバＩＣ４１８に入力される。レシーバＩＣ４１８は、入力電気信号の信号増幅や、振幅制限／波形処理等の各種処理を行い、処理後の電気信号を電気配線４１６、導電ピン４２０を介して外部に出力する。なお、面入射型のフォトダイオード４１４は、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）をＳｉ上に直接エピタキシャル成長させて作成することができ、また、光信号の受信に関して、面入射型のフォトダイオードで直接受光する代わりに、グレーティングカプラを用いて回折により光軸を変換した後、光導波路を介して面入射型のフォトダイオードで受光したり、面入射型のフォトダイオードに代えて、光導波路から信号を取り込むタイプのフォトダイオード（導波路結合型ＰＤ：後述）を用いて受光してもよい。なお、フォトダイオード４１４等は、シリコン基板４１０内に、シリコンフォトニクスト技術により作成されるものである。なお、光受信部分のレシーバＩＣ４１８の位置は、入力された光信号の減衰を提言するため、光送信部分のドライバ３２４の位置に比べ、光導波路４１２側へ近づけて配置される。
【００６３】
ここで、上述した光変調器３１４や導波路結合型ＰＤについて、その具体例を、非特許文献１に開示された図５及び図６を用いて簡単に説明しておく。図５は、Ｓｉのｐｎ接合への電気的なバイアスによりキャリアプラズマ効果（キャリア濃度によってＳｉの屈折率が変化する効果）を発生させ、これによる光の位相変調をマッハ−ツェンダー型干渉計（Ｍａｃh−Ｚｅｈｎｄｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：「ＭＺＩ」と略称）で強度変調に変換する、ＭＺＩ型光変調器５００の構造例を示すものである。また、図６は、通信波長帯の光を吸収するゲルマニウム（Ｇｅ）を用いた、導波路結合型の金属−半導体−金属・ゲルマニウム・フォトダイオード（ＭＳＭ  Ｇｅ  ＰＤ）６００の構造例を示すものである。なお、光導波路は、例えば、ＳｉＯ2層内に形成された縦横数百ｎｍ程度のＳｉ導波路である。
【００６４】
これまで、光電気混載デバイスの光導波路は、図７（ａ）に示されるような円筒状の形状を有するものとしてきたが、図７（ｂ）〜（ｆ）に示されるような変形形状を有する光導波路を採用することもできる。図７（ｂ）〜（ｆ）により、光電気混載デバイスの光導波路７００の変形形状を説明する（このような光導波路の製造方法の詳細は後述）と、斜円筒形状（図７（ｂ））、若しくは、光電気混載基板の光導波路に向かって直径が絞られていくテーパ形状（図７（ｃ））、又は、前記光学フラット面に向かって直径が絞られていく逆テーパ形状（図７（ｄ））を採用することができ、テーパ形状は、特に、受光素子に光を集光するのに適した形状であって光受信部分に用いられ、逆テーパ形状は、光学フラット面に載置される光コネクタの光ファイバに光を集光するのに適した形状となっていることから、光送信部分に用いられる。更に、テーパの軸を傾斜させた形状（図７（ｅ））や、逆テーパの軸を傾斜させた形状（図７（ｆ））を採用すれば、光素子の配置の自由度を高め、より効率的な導光を行うことも可能である。
【００６５】
以上、光送受信タイプの光電気混載デバイスを説明したが、光送信タイプ、光受信タイプの光電気混載デバイスは、それぞれ、光送受信タイプと同様の５×５ｍｍ程度のスケールを有するものであり、光送信タイプの光電気混載デバイスは、光送受信タイプの光電気混載デバイスから光受信部に相当する構成（図４参照）を省いたもの、また、光受信タイプの光電気混載デバイスは、光送受信タイプの光電気混載デバイスから光送信部に相当する構成（図３参照）を省いたものである。
【００６６】
〔光電気混載デバイスの適用事例〕
光電気混載デバイスは、インターポーザ、ＡＯＣ（Active Optical Cable）基板等のデータ伝送用のモジュールに組み込まれて信号変換素子として使用されるのに好適な部品であり、以下、光電気混載デバイスが組み込まれたデータ伝送用のモジュールを数例説明する。
【００６７】
なお、以下の説明においては、光学フラット面を設けた透光部材を備えた光電気混載デバイスを適用した態様が例示されているが、透光部材を設けることなく縦型光導波路に光学フラット面を設けた光電気混載デバイスも、同様に、適用することができることに留意されたい。
【００６８】
図８（ａ）〜（ｃ）は、光電気混載デバイスをインターポーザに組み込む態様を表すものである。ここで、インターポーザとは、例えば、上面から光信号を入力し下面から電気信号を出力したり、下面から電気信号を入力し上面から光信号を出力するための中継器(中継基板)を意味しており、略１０ｍｍ角程度のスケールを有するものである。図８（ｂ）からも明らかなように、インターポーザ８００の内部には、上面から下面に延びる電気配線８０２が複数配設され、それぞれの電気配線８０２の両端に端子８０４、８０６が設けられている。光電気混載デバイス８２０を構成する導電ピン８２２、半田バンプ８２４、半導体レーザ８２６、ドライバＩＣ８２８、光導波路８３０、ガラスマスク（透光部材）８３２、光回路（光導波路、光変調器等）８３４は、その作動態様も含め上述したところと同様のものである。
【００６９】
光電気混載デバイス８２０をインターポーザ８００に組み込む際には、光電気混載デバイス８２０の上面がインターポーザ８００の上面側となるように、光電気混載デバイス８２０をインターポーザ８００に嵌合し、光電気混載デバイス８２０とインターポーザ８００とに対し、例えば、図２（ｂ）、（ｃ）に示されるような、アライメント治具２３を用いた機械的な位置合わせを行った上で、両者を固着する。次に、光電気混載デバイス８２０の半田バンプ８２４とインターポーザ８００の上面側端子８０４とを不図示のフレキシブルなブリッジ回路で電気的に接続する。その後、図８（ｃ）に示されるように、光コネクタ８４０の嵌合ピン８４２をインターポーザ８００の嵌合穴８１０に嵌合することにより、光コネクタ８４０と光電気混載デバイス８２０との位置合わせが完了し、光導波路８３０と光コネクタ８４０に設けられた光ファイバ８４６の位置が整合して、光導波路からの射出光を４５度ミラー８４４を介して光ファイバ８４６に入射させることが可能となる。なお、嵌合ピン８４２と嵌合穴８１０を用いる構成に代えて、図２における光電気混載デバイス２２０のアライメント用のマーカー穴２２６を、光コネクタを透光部材１１６の光学フラット面に載置する際の位置決め部材として利用することもできる。
【００７０】
光コネクタ８４０は、光電気混載デバイス８２０に設けられたガラスマスク８３２のフラット面に載置され、ガラスマスク８３２の厚さが半田バンプ８２４の頂部を下回らないように設定されていることから、光コネクタ８４０が半田バンプ８２４の頂部（頂部に設けたブリッジ基板）に接触することはなく、両者の衝突が回避される構成となっている。
【００７１】
なお、光電気混載デバイス８２０とインターポーザ８００との電気的接続は、上記のようにフレキシブルなブリッジ回路を用いる外、ワイヤ・ボンディング（ＷＢ）やシリコン貫通ビア（Through-silicon Via：ＴＳＶ）を用いて行われてもよい。
【００７２】
図９は、光電気混載デバイス９２０をＡＯＣ（Active Optical Cable）基板９００に組み込んだ態様を表すものである。光電気混載デバイス９２０は、図８の光電気混載デバイス８２０と同様の構成を有するものであり、ＡＯＣ基板９００は、端面に入出力電気端子が設けられている点で、インターポーザ８００と構成上の相違はあるものの、光電気混載デバイス９２０とＡＯＣ基板９００との電気的接続態様は、図８の光電気混載デバイス８２０とインターポーザ８００との接続と特に変わるところはなく、基本的な接続態様に変更はない。
【００７３】
図１０は、図８、図９と異なり、電気配線１００２と光配線（光導波路）１００４とを同一基板内に形成し光信号及び電気信号の入出力を基板上面で行う光電気インターポーザ／プリント基板１０００に、光電気混載デバイス１０２０の入出力面を前記光電気インターポーザ／プリント基板１０００の入出力面に対向させて組み込んだ態様を表すものである。光電気混載デバイス１０２０を構成する導電ピン１０２２、半田バンプ１０２４、半導体レーザ１０２６、光導波路１０２８、ドライバＩＣ１０３０、光変調器１０３２、グレーティングカプラ１０３４、光導波路１０３６、ガラスマスク（透光部材）１０３８は、その作動態様も含め上述したところと同様のものである。
【００７４】
図１０のケースでは、ガラスマスク（透光部材）１０３８の光学フラット面の位置を、導電ピン１０２２の頂部に設けられた半田バンプ１０２４の頂部の高さに一致するように構成しており、光電気混載デバイス１０２０を光電気インターポーザ／プリント基板１０００に組み込んだ場合に、両者の位置が整合するように構成されている。
【００７５】
図１１は、近い将来に実現が予想される、光電気インターポーザ／プリント基板１１００の実装構造を例示するものであり、ガラスマスク（透光部材）１１７８の光学フラット面の位置を、導電ピン１１６２の頂部に設けられた半田バンプ１１６４の頂部の高さに一致するように構成しており（図１１（ｂ）参照）、光電気混載デバイス１１６０を光電気インターポーザ／プリント基板１１００に組み込んだ場合に、両者の位置が整合するように構成されていることは図１０のケースと同様である。
【００７６】
図１１に示される構成をその作動態様も含め説明する。図１１（ａ）に示されるように、外部より光ファイバ１１０２を介して光信号が入力され、該光信号は、光電気インターポーザ１１００の基板内に設けられた光導波路１１０４を通って受信タイプの光電気混載デバイス１１２０、１１４０に入力され、電気信号に変換されて、光電気インターポーザ１１００の基板内に設けられた電気配線１１０６を通ってホストＬＳＩ１１９０に入力される。ホストＬＳＩ１１９０は、ＣＰＵやスイッチ等で構成され、入力された電気信号に基づいて各種の演算処理等を行い、処理結果が電気信号として光電気インターポーザ１１００の基板内に設けられた電気配線１１０８を通って送信タイプの光電気混載デバイス１１６０、１１８０に入力され、光信号に変換されて、光電気インターポーザ１１００の基板内に設けられた光導波路１１１０を通って外部に出力される。図１１（ｂ）に示される、送信タイプの光電気混載デバイス１１６０を構成する導電ピン１１６２、半田バンプ１１６４、半導体レーザ１１６６、光導波路１１６８、ドライバＩＣ１１７０、光変調器１１７２、グレーティングカプラ１１７４、光導波路１１７６、ガラスマスク（透光部材）１１７８は、その作動態様も含め上述したところと同様のものである。なお、図１１（ａ）には、４つの光電気混載デバイス１１２０、１１４０、１１６０、１１８０が搭載された光電気インターポーザ／プリント基板１１００が記載されているが、搭載される光電気混載デバイスの個数は４つに限定されるものではなく適宜の個数であってもよい。
【００７７】
〔光電気混載デバイスの製造方法の一態様〕
光電気混載デバイスの製造方法の一態様を、特に、光導波路の作成方法を中心に説明する。図１２Ａは、光電気混載デバイスの製造方法の一態様の概略を表すフローチャートであり、以下、１２１０Ａ〜１２８０Ａの各工程について詳細に説明する。
（１）光電気混載基板の準備工程１２１０Ａ
この工程は、光信号を伝達する光導波路、電気信号を伝達する電気信号経路、電子回路、光変調器、受光器及び／又は光源が設けられた光電気混載基板を準備する工程である。光回路と電子回路の集積化方法には、基本的に、図１３に示されるような（ａ）Front-end integration, （ｂ）Back-end integration, （ｃ）Flip-chip bondingの３つの集積化手法が存在し、それぞれ、特徴を有している。本発明は、（ａ）Front-end integrationのようにフロントエンド側のＳｉ基板に光学回路と電子回路の両者を形成する集積化手法や、（ｂ）Back-end integrationのようにフロントエンド側の基板に電子回路を形成し、配線層を挟んだバックエンド側の基板に光学回路を形成するような集積化手法も適用可能であるが、作成の容易性の観点からは、電子回路の形成基板と光回路の形成基板とを別々に作成しておき、両者を貼り合わせて光電気混載基板を作成する（ｃ）Flip-chip bonding集積化手法が優れている。光送受信タイプの光電気混載デバイスの作成に（ｃ）Flip-chip bonding集積化手法を採用した場合には、光回路の形成基板は、シリコンフォトニクス技術を用いて、光源（ＬＤ）、光導波路、光変調器、受光器（ＰＤ）をシリコン基板上にワンチップ集積するものであり、また、電子回路の形成基板は、通常の半導体回路技術を用いて作成するものである。
（２）封止構造の準備工程１２２０Ａ
使用される封止構造は、例えば、ガラス材料で作成されており、シリコン基板上に載置された場合に、シリコン基板の光信号の入出力を担う特定部分を除きシリコン基板を覆うような形状を有するものである。また、封止構造には、部材の表裏を貫通する複数の孔を形成し、該孔内に導電ピンが嵌合し、該導電ピンの表面頂部には半田バンプを予め形成しておく。そして、このような封止構造を光電気混載基板へ接着等により固着するものである。
（３）透光部材の準備工程１２３０Ａ
後述するフォトマスク転写法に適した透光部材は、例えば、ガラス基板の表面に光遮蔽性のクロム膜をコーティングし、該クロム膜の所定個所に所定形状を有する開口部をエッチングプロセス等で形成することにより、透光部９が形成されるものであり、後述するように、この透光部を介した光入射によって自己形成導波路形成法により光導波路が形成される。また、透光部材のアライメント用のマーカー穴は、ガラス基板をエッチングして形成されたものである。図１４（ａ）〜（ｅ）は、ガラス基板の開口の断面形状を示すものであり、開口の断面形状に応じて、上記光導波路の形状（円筒形状、テーパ形状等）が決定されることになる。図１４（ａ）は、円筒形状の光導波路を作成するための形状、図１４（ｂ）は、斜円筒形状の光導波路を作成するための形状、図１４（ｃ）は、下方に向かって直径が絞られていくテーパ形状の光導波路を作成するための形状、図１４（ｄ）は、下方に向かって直径が拡大されていく逆テーパ形状の光導波路を作成するための形状、図１４（ｅ）は、光軸が傾いたテーパ形状の光導波路を作成するための形状、図１４（ｆ）は、光軸が傾いた逆テーパ形状の光導波路を作成するための形状を、それぞれ表すものであるが、上記各形状を有する光導波路の形成法については後述する。なお、上記光導波路を形成するために、前記透光部材を用いて露光する代わりに不図示のフォトマスクを用いて露光することもできる。
（４）透光部材のアライメント、設置工程１２４０Ａ
透光部材のシリコン基板に対するアライメントは、透光部材に設けたアライメントマークとシリコン基板の基準位置とを光学的にアライメントする等適宜の手法を用いて位置合わせすることにより行われる。そして、透光部材のシリコン基板に対するアライメントが完了すると、光導波路とシリコン基板に設けた光導波路との位置合わせがなされることになり、透光部材の設置が完了する。
（５）光導波路の作成工程１２５０Ａ〜１２８０Ａ
光硬化性樹脂の充填工程１２５０Ａ、自己形成光導波路の形成工程１２６０Ａ、未硬化光硬化性樹脂の除去工程１２７０Ａ、クラッド材の充填・硬化工程１２８０Ａが光導波路の作成工程に相当する。以下、光導波路の作成工程を纏めて説明する。本発明の自己形成光導波路製造法は、所謂フォトマスク転写法を採用するものであり（フォトマスク転写法に関して、例えば、特開２００７−７１９５１号公報参照）、透光部材、又は、不図示のフォトマスクが、自己形成光導波路形成における「型」に相当するものになっている。透光部材をフォトマスクとして兼用した場合のフォトマスク転写法による自己形成光導波路の形成手順は、まず透光部材の下部に光硬化性樹脂を充填し、透光部材の上部から光（紫外光）を照射することにより、光は透光部材に複数設けられた開口部を通過して光硬化性樹脂に照射される。照射された光は光硬化性樹脂内を透過し、透過した部分の光硬化性樹脂の屈折率が上がると同時に硬化する。その後、未硬化の光硬化性樹脂を除去することによって自己形成光導波路を形成することができる。更に、形成された光導波路の周囲を覆うようにクラッド材を充填し硬化させる。クラッド材の硬化には、例えば、熱硬化を用いる。因みに、クラッド材は、光導波路とは異なる屈折率を有する材料で構成されている。
【００７８】
〔透光部材を持たない光電気混載デバイスの製造方法の一態様〕
透光部材を持たない光電気混載デバイスの製造方法の一態様を説明する。図１２Ｂは、透光部材を持たない光電気混載デバイスの製造方法の概略を表すフローチャートであり、以下、特に、図１２Ａと異なる工程について説明する。
【００７９】
光電気混載基板の準備工程１２１０Ｂ及び封止構造の準備工程１２２０Ｂは、図１２Ａの光電気混載基板の準備工程１２１０Ａ及び封止構造の準備工程１２２０Ａと略同様である。
【００８０】
フォトマスクの準備工程１２３０Ｂについては、概略以下のとおりである。
【００８１】
フォトマスクは、例えば、ガラス基板の表面に光遮蔽性のクロム膜をコーティングし、該クロム膜の所定個所に所定形状を有する開口部をエッチングプロセス等で形成したものである。そして、プリズムやレンズ等を設けたフォトマスクを用いることにより、図７（ａ）に示されるような円筒形状の光導波路、図７（ｂ）に示される斜円筒形状の光導波路、図７（ｃ）に示されるような下方に向かって直径が絞られていくテーパ形状の光導波路、図７（ｄ）に示されるような下方に向かって直径が拡大されていく逆テーパ形状の光導波路、図７（ｅ）に示されるような光軸が傾いたテーパ形状の光導波路を作成するための形状、図７（ｆ）に示されるような光軸が傾いた逆テーパ形状の光導波路を形成することができる。
【００８２】
フォトマスクのアライメント・設置工程１２４０Ｂ、光硬化樹脂の充填工程１２５０Ｂ、自己形成導波路の形成工程１２５０Ｂ、未硬化光硬化樹脂の除去工程１２７０B、クラッド材の充填・硬化工程１２８０Ｂについては、先に説明した工程１２４０Ａ〜１２８０Ａにおいて、透光部材をフォトマスクと読み替えたものに略相応する。
【００８３】
また、フォトマスクの除去工程１２９０Ｂは、クラッド材が硬化した後、フォトマスクを取り外し、光電気混載デバイスを完成させる工程である。なお、光電気混載デバイスのフォトマスクを取り外した表面は、光学フラットとなっている。
【００８４】
上記工程において、フォトマスク単独の構成に代えて、ガラス薄板とガラス薄板上に設けたフォトマスクからなる構成を用いることもできる。この場合には、フォトマスクのアライメント・設置工程１２４０Ｂにおいて、まず、ガラス薄板を光電気混載基板と所定の間隔をおいて設置した後ガラス薄板上にフォトマスクを載置しアライメントを行う態様や、ガラス薄板とフォトマスクとを仮固着しておき、仮固着された構成を光電気混載基板と所定の間隔をおきアライメントする態様などを採用することができる。
【００８５】
ガラス薄板とガラス薄板上に設けたフォトマスクからなる構成を用いる場合には、クラッド材の充填・硬化工程１２８０Ｂの前にフォトマスクのみを取り外す工程を付加し、クラッド材の充填・硬化工程１２８０Ｂにおいて、クラッド材として光硬化性樹脂を用い、該光硬化性樹脂をガラス薄膜を介して全面露光することにより硬化させてクラッド部材を形成することも可能である。
【００８６】
なお、前記フォトマスクやガラス薄板の光硬化性樹脂と接する面には、予め離型剤が塗布されており、前記フォトマスクやガラス薄板の取り外しを容易に行うことができるようにされている。
【００８７】
〔放熱性の改善及び透光部材の位置の安定化のための態様〕
次に、放熱性の改善や透光部材の位置の安定化を図るための、光電気混載デバイスの製造方法について、図面を参照しながら詳しく説明する。図１５は、光電気混載デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。この製造方法は、第１〜１３工程からなる。図１６〜２８は、各工程におけるデバイスの状態をそれぞれ示す図である。
【００８８】
まず、第１工程において、基板１６１０上にＩＣ（電子部品）１６１２を実装する（図１６）。基板１６１０は、例えばＳＯＩ基板であり、その表面には予め光回路１６１４が形成されている。光路１６１４の一例は、フォトダイオードやグレーティングカプラである。光回路１６１４がフォトダイオードである場合、フォトダイオードはその受光面が上方を向くように配置され、基板１６１０上には受光信号をＩＣ１６１２へ伝送するための電気配線（不図示）が更に設けられる。光回路１６１４がグレーティングカプラである場合、基板１６１０上には、光源と、光源からの光を変調する光変調器と、光変調器によって変調された光信号（送信光）をグレーティングカプラまで導く平面光導波路が更に設けられる（何れも不図示）。そして、グレーティングカプラは、平面光導波路を伝搬してきた光信号を上方へ跳ね上げる機能を有するように構成される。光回路１６１４の上面には、更に、後述する露光工程の際に露光光の基板１６１０からの反射を防止するための反射防止膜１６１６が、予め形成されている。
【００８９】
ＩＣ１６１２は、上述の光変調器を電気的に駆動するためのドライバＩＣ、又は上述のフォトダイオードからの受光信号（電流）をＩＶ変換するためのトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）である。ＩＣ１６１２は、例えばボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）等の接続電極１６１８を介してＩＣ１６１２側の各端子が基板１６１０側の電気配線（光変調器又はフォトダイオードと電気接続する配線）と接続されるように、基板１６１０上に実装される。
【００９０】
次に、第２工程において、基板１６１０上にガラス基板（スペーサ）１６２０を搭載する（図１７）。ガラス基板１６２０には一続きの大きな開口１６２２が設けられており、この開口１６２２の中にＩＣ１６１２と後述する縦型光導波路の形成領域（反射防止膜１６１６の部分）とが収容されるようにして、ガラス基板１６２０が搭載される。ガラス基板１６２０はＩＣ１６１２の搭載高さ（基板１６１０の表面からＩＣ１６１２の上面までの高さ）よりも大きい厚さを持ち、ＩＣ１６１２の上面は開口１６２２の上端よりも凹んだ位置にある。ガラス基板１６２０は、更に貫通配線（ＴＧＶ）１６２４を有し、この貫通配線１６２４は、基板１６１０上に設けられた電気配線（不図示）と上述の接続電極１６１８を介してＩＣ１６１２と接続される。
【００９１】
次に、第３工程において、搭載されたガラス基板１６２０の開口１６２２内の縦型光導波路形成領域上に、光導波路コア形成用の光硬化性樹脂１６２６を供給する（図１８）。縦型光導波路形成領域は、ＩＣ１６１２と開口１６２２の壁面との間の反射防止膜１６１６部分である。コア用樹脂１６２６は、ＩＣ１６１２の側面と開口１６２２の壁面との間の空間に、その液面が開口１６２２の上端よりも少し飛び出た状態となるような高さまで充填される。
【００９２】
次に、第４工程において、ガラス基板１６２０上に薄板ガラス（透明板材）１６２８をその一部分が縦型光導波路形成領域上に張り出す形で搭載する（図１９）。この時、薄板ガラス１６２８のガラス基板１６２０から張り出した部分が、上から見て縦型光導波路形成領域の全体を覆う（重なる）形となるようにする。これにより、搭載された薄板ガラス１６２８の当該張り出した部分と縦型光導波路形成領域との間の空間全体が、コア用樹脂１６２６によって満たされた状態となる。なお、薄板ガラス１６２８をガラス基板１６２０上に搭載する際に、余剰のコア用樹脂１６２６はＩＣ１６１２の上面へと拡がり、また、薄板ガラス１６２８とガラス基板１６２０との接触面の間隙にも、コア用樹脂１６２６の一部が入り込んでいく。この間隙に入り込んだコア用樹脂１６２６によって、薄板ガラス１６２８はガラス基板１６２０と仮固定された状態となっている。
【００９３】
次に、第５工程において、コア形成用マスク１６３０を配置する（図２０）。コア形成用マスク１６３０は、ガラス板の一方の面に、縦型光導波路コア形成用透光部１６３２、薄板ガラス支持部形成用透光部１６３４、薄板ガラス接着部用透光部１６３６、及び位置合わせ穴形成用透光部１６３８を除いて、露光時の遮光用の金属膜が形成されて構成されている。縦型光導波路コア形成用透光部１６３２は、基板１６１０上の光回路１６１４の位置及び数に対応して設けられている。薄板ガラス支持部形成用透光部１６３４は、薄板ガラス１６２８のガラス基板１６２０から張り出した端部に対応した位置に設けられている。薄板ガラス接着部用透光部１６３６は、薄板ガラス１６２８とガラス基板１６２０との接触面に対応した位置に設けられている。位置合わせ穴形成用透光部１６３８は、光電気混載デバイスが完成した後に光ファイバコネクタを接続する際の位置合わせ用の穴を形成するためのものである。
【００９４】
次に、第６工程において、コア形成用マスク１６３０を介して露光を行う（図２１）。露光光は、コア用樹脂１６２６が感光して硬化する波長の光（例えばＵＶ光）である。露光により、各透光部１６３２、１６３４、１６３６、及び１６３８の下部に存在するコア用樹脂１６２６が硬化する。その結果、縦型光導波路コア形成用透光部１６３２の下部には、薄板ガラス１６２８と基板１６１０上の光回路１６１４との間に基板１６１０に対して垂直に立設した、柱状の（縦型の）光導波路コア１６４０が形成される。また、薄板ガラス支持部形成用透光部１６３４の下部には、薄板ガラス１６２８のガラス基板１６２０から張り出した端部と基板１６１０の表面との間に介在して当該端部を基板１６１０上に支持する、薄板ガラス支持部１６４２が形成される。この薄板ガラス支持部１６４２により薄板ガラス１６２８が強固に支持されることによって、（後述する未硬化樹脂除去後に）薄板ガラス１６２８の張り出した部分の荷重が光導波路コア１６４０だけに集中してかからず、薄板ガラス支持部１６４２にも分散してかかるようになるので、光導波路コア１６４０が薄板ガラス１６２８の荷重で倒れてしまうようなことを防止することができる。更に、薄板ガラス接着部用透光部１６３６の下部において、前述したように薄板ガラス１６２８とガラス基板１６２０との接触面の間隙にコア用樹脂１６２６が入り込んでいるが、この部分のコア用樹脂１６２６が露光されて硬化することによって、薄板ガラス１６２８がガラス基板１６２０に対して固着（本固定）される。
【００９５】
次に、第７工程において、コア形成用マスク１６３０を取り外す（図２２）。
【００９６】
このように、縦型光導波路コア１６４０の形成と、薄板ガラス支持部１６４２の形成と、薄板ガラス１６２８のガラス基板１６２０への固着を、同じ露光工程により一括して行うことができる。なお、図示されるように、薄板ガラス支持部１６４２は、ＩＣ１６１２の一側面と接触するようにして形成されており、後述するＩＣ１６１２上の開口の一部を形作っている。即ち、ＩＣ１６１２上の開口の一部も、この露光工程で一括して形成されている。
【００９７】
次に、第８工程において、露光後に未硬化のまま残ったコア用樹脂１６２６を溶剤で洗い流して除去する（図２３）。
【００９８】
次に、第９工程において、ガラス基板１６２０の開口１６２２内全体を満たすように、光導波路クラッド形成用の光硬化性樹脂１６４４を供給する（図２４）。この時、クラッド用樹脂１６４４は、その液面が開口１６２２の上端よりも少し飛び出た状態となるような高さまで充填されて、ＩＣ１６１２の上面全体が、クラッド用樹脂１６４４で完全に覆われた形となっている。
【００９９】
次に、第１０工程において、クラッド形成用マスク１６４６を配置する（図２５）。クラッド形成用マスク１６４６は、ガラス板の一方の面においてＩＣ開口形成用遮光部１６４８とガラス基板１６２０の開口１６２２より外周側の部分に、露光時の遮光用の金属膜が形成されて構成されている。このＩＣ開口形成用遮光部１６４８は、後述するＩＣ１６１２上面の開口を形成するためのものであり、ＩＣ１６１２の上面に対応した位置に、ＩＣ１６１２の上面の略全面（ＩＣ１６１２の上面全体よりも若干小さい広さ）を覆うような形状と大きさで設けられている。
【０１００】
次に、第１１工程において、クラッド形成用マスク１６４６を介して露光を行う（図２６）。露光光は、コア用樹脂１６２６の露光時と同様、クラッド用樹脂１６４４が感光して硬化する波長の光（例えばＵＶ光）である。露光により、ガラス基板１６２０の開口１６２２内に充填されているクラッド用樹脂１６４４が、ＩＣ開口形成用遮光部１６４８の下部、即ちＩＣ１６１２の上面に載っている部分を除いて硬化する。その結果、縦型光導波路コア１６４０の周囲に縦型光導波路クラッド１６５０が形成される。また、ＩＣ１６１２の底面と基板１６１０との間の間隙（接続電極１６１８が設置されている間隙）の周囲において硬化したクラッド用樹脂１６４４ａによって、ＩＣ１６１２と基板１６１０を電気接続している接続電極１６１８が封止される。一方、ＩＣ１６１２の上面部分では、ＩＣ１６１２の周縁部分のクラッド用樹脂１６４４ｂが硬化して当該周縁を取り囲むように壁面を形成すると共に、クラッド形成用マスク１６４６のＩＣ開口形成用遮光部１６４８の存在により、クラッド用樹脂１６４４が未硬化のまま残っている。即ち、ＩＣ１６１２の周縁を取り囲んだ硬化したクラッド用樹脂１６４４ｂからなる壁面によって、ＩＣ１６１２の上面には開口５２が形成される。
【０１０１】
次に、第１２工程において、クラッド形成用マスク１６４６を取り外す（図２７）。
【０１０２】
このように、縦型光導波路クラッド１６５０の形成と、ＩＣ１６１２上面の開口１６５２の形成と、接続電極１６１８の封止を、同じ露光工程により一括して行うことができる。
【０１０３】
次に、第１３工程において、露光後に未硬化のまま残っている開口１６５２内のクラッド用樹脂を溶剤で洗い流して除去する（図２８）。なお、ＩＣ１６１２下部の接続電極部分に存在するクラッド用樹脂も、露光時にＩＣ１６１２で遮光されるため未硬化のままである。しかしながら、上述したようにＩＣ１６１２は周囲が既に硬化したクラッド用樹脂１６４４ａで囲まれているため、接続電極周囲の未硬化のクラッド用樹脂は、洗浄工程によって除去することができない。そこで、この部分の未硬化のクラッド用樹脂は、別途、加熱工程により硬化させる。なお、予めＩＣ１６１２の底面周囲にアンダーフィリングを施しておき、クラッド用樹脂がＩＣ１６１２の底面の間隙に入り込まないようにしてもよい。
【０１０４】
以上の工程により、ＩＣ１６１２の上面に開口１６５２を有した光電気混載デバイスが完成する。図２８は光電気混載デバイスの完成形態を示している。上述したとおり、開口１６５２は縦型光導波路の形成（露光）工程において縦型光導波路と同時に形成されるので、あらたな工程を追加する必要がなく、製造工程を簡略化することができる。本実施形態による光電気混載デバイスを使用する際には、開口１６５２を通して、ＩＣ１６１２上面に熱伝導性の良い樹脂を介してヒートシンクを接続することにより、ＩＣ１６１２から効果的に放熱を行うことが可能である。
【０１０５】
以上、本発明の放熱性の改善や透光部材の位置の安定化に好適な光電気混載デバイスに関する一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更が可能である。変形例のいくつかを以下に述べる。
【０１０６】
薄板ガラス１６２８がガラス基板１６２０から張り出している部分の大きさや、縦型光導波路コア１６４０の形状・寸法等によっては、薄板ガラス支持部１６４２がなくても、縦型光導波路コア１６４０が倒れずに立設状態を維持できることもある。そのような場合、薄板ガラス支持部１６４２は省略可能であり、ＩＣ１６１２上面の開口１６５２は、壁面の全てがクラッド用樹脂１６４４で構成された形となる。
【０１０７】
ガラス基板１６２０を用いることなく本実施形態による光電気混載デバイスを製造することも可能である。即ち、コア用樹脂１６２６を露光する際には、薄板ガラス１６２８をコア形成用マスク１６３０に貼り付けた（仮固定した）状態でコア形成用マスク１６３０を露光装置で保持してその高さを調整し、次いでコア用樹脂１６２６を露光することによって、縦型光導波路コア１６４０に加えて、薄板ガラス１６２８を支持するための支持部となる部分を硬化させる。この支持部を十分に大きな寸法で形成すれば、ガラス基板１６２０の代わりとして薄板ガラス１６２８を支持することができる。なお、薄板ガラス１６２８とコア形成用マスク１６３０との仮固定には、着脱可能な接着性を有した粘着剤や、真空吸着等を利用すればよい。
【０１０８】
〔変形形状を有する光導波路の製造方法〕
前述したフォトマスク転写法は、透光部材の開口部の平面形状や断面形状を変化させることにより、また、同様の作用を有するフォトマスクを用いることにより、様々な形状の自己形成光導波路を形成することができる。以下の説明においては、透光部材の開口部の平面形状や断面形状を変化させることにより、様々な形状の自己形成光導波路を形成する方法を主として説明する。
【０１０９】
図１４の透光部材１４００は、平板上の部材であり、開口部１４１０以外の部分はすべてクロム等の金属蒸着によりマスクされ、光の透過を阻止するようになっている。したがって、光は開口部１４１０を通過して光硬化性樹脂に照射される。図１４（ａ）の態様においては、開口部１４１０の下面は平坦であり、図７（ａ）に示されるような円筒状の光導波路が形成されることになるが、図１４（ｂ）〜（ｆ）の開口部１４１０の態様においては、開口部１４１０内に断面を斜面状に形成したり、凸状又は凹状のマイクロレンズが設けられている。そして、マイクロレンズの焦点距離や光軸の傾きを変更することで形成すべき自己形成光導波路の形状を適宜変更することができる。
【０１１０】
すなわち、図１４（ｂ）に示されるように斜面状の形状を使用することにより、光軸を傾斜させることができ、図７（ｂ）に示されるように、斜円筒形状の光導波路が形成される。また、図１４（ｃ）に示されるように凸マイクロレンズを使用することにより、光を収束させることができ、図７（ｃ）に示されるように、下方に向かって直径が絞られていくテーパ形状の光導波路が形成される。さらに、図１４（ｄ）に示されるように凹マイクロレンズを使用することにより、光を発散させることができ、図７（ｄ）に示されるように、上方に向かって直径が絞られていく逆テーパ形状の光導波路が形成される。そして、マイクロレンズの光軸を傾ける（図１４（ｅ）、（ｆ）参照）ことにより、光軸が傾斜したテーパ状の光導波路（図７（ｅ）参照）や、光軸が傾斜した逆テーパ状の光導波路（図７（ｆ）参照）が形成される。
【０１１１】
なお、通常のフォトマスク転写法においては、透光部材の剥離工程を含むものであるが、上述の態様においては、透光部材を剥離・除去することなく、剥離せずに残した透光部材を光学フラットとして利用し得る。このような形態を採用すると、光コネクタを光電気混載デバイスに載置する場合や、光電気インターポーザ／プリント基板に光電気混載デバイスを当接させる場合に、両者の位置を正確に整合させることができるものである。
【０１１２】
また、前述の自己形成光導波路形成法は、フォトマスク転写法によるものであるが、光ファイバの端部を透光部材に近接配置して、入射した光を光硬化性樹脂内を透過させ光が照射された部分を硬化させ、未硬化の光硬化性樹脂を除去することにより自己形成光導波路を形成するようにしてもよい（例えば、特開２００３−１３１０６４号公報等参照）。その場合であっても、光ファイバの光軸方向を調整したり、光ファイバの端部に各種レンズを配置すること等により、各種形状の光導波路を形成でき、また、透光部材を光学フラットとして利用できる。なお、この場合の透光部材は透明ガラス板で構成できる。
【０１１３】
なお、上述の態様においては透光部材をフォトマスク転写法のマスクとして用いているが、透光部材をマスクに兼用する代わりに、別途マスクを用意して同様の作用を行わせることもできる。
【０１１４】
〔基板反射による光硬化性樹脂の不必要な箇所での硬化を防止するための態様〕
光軸が傾斜した光導波路を形成する場合には、前述したように、光硬化性樹脂が基板反射によって不必要な箇所で硬化してしまう可能性があり、このような不必要な箇所での光硬化性樹脂の硬化を防止する必要がある。以下に述べる実施形態は、上述のような不必要な箇所での光硬化性樹脂の硬化を防止するのに好適な技術であり、図面を参照しながら詳しく説明する。
【０１１５】
＜第１実施形態＞
図２９は、第１実施形態に係る光電気混載デバイス２９１００の断面構成図である。同図において、基板２９１１０の上部には、光硬化性樹脂からなる光導波路コア２９１２０が、基板２９１１０に対して斜めに立設して（基板２９１１０の法線ｎから数度傾いた方向に沿って延在して）形成されている。光導波路コア２９１２０の基板２９１１０側の端部２９１２０２は、基板２９１１０上に形成又は実装された不図示の光素子（光回路等）と光学的に結合される。この光素子としては、光導波路、発光素子、又は受光素子を例示することができる。光導波路コア２９１２０の周囲は、クラッド層２９１３０としての樹脂によって覆われている。光導波路コア２９１２０の上側（基板２９１１０と反対側）の端部２９１２０４は、クラッド層２９１３０上に設置された不図示の光素子（光ファイバ等）と光学的に結合される。
【０１１６】
基板２９１１０の表面には、光導波路コア２９１２０を構成している光硬化性樹脂の感光波長の光に対する反射防止層２９１４０が形成されている。反射防止層２９１４０の上表面は、光導波路コア２９１２０の基板２９１１０側の端部２９１２０２と接している。したがって、光導波路コア２９１２０の基板２９１１０側の端部２９１２０２は、反射防止層２９１４０を介して、基板２９１１０上に形成又は実装された光素子（光導波路、発光素子、又は受光素子等）と光学的に結合される。反射防止層２９１４０は、基板２９１１０上に形成又は実装された当該光素子が送受信する光（光導波路を伝搬する光、発光素子が発する光、受光素子が受光する光）の波長に対して透明である。光硬化性樹脂の感光波長とは、光照射によって光硬化性樹脂を硬化させる光の波長のことである。例えば、光硬化性樹脂として、ＵＶ（紫外）光に感度を持つものを採用可能であり、この場合、反射防止層２９１４０は、ＵＶ光の基板２９１１０表面からの反射を十分に防止又は低減することができる光学特性を有するように構成される。例えば、反射防止層２９１４０として、適切な吸収係数と膜厚を有するＵＶ吸収層を用いることが可能である。あるいは、各層が適切な膜厚と屈折率に設定された誘電体多層膜を用いてもよい。
【０１１７】
次に、図３０Ａ〜図３０Ｅを参照して、上記した光電気混載デバイス２９１００の製造方法を説明する。
【０１１８】
まず、基板２９１１０上に反射防止層２９１４０を形成する（図２Ａ）。ここでは、ＵＶ吸収層を反射防止層２９１４０に適用することとする。具体的には、光導波路コア２９１２０を形成するのに用いる光硬化性樹脂（ＵＶ硬化性樹脂）とＵＶ光を吸収する特性を持つ材料とを混ぜ合わせた樹脂を、基板２９１１０の表面全面に供給し、その全面にＵＶ光を照射して樹脂を硬化させて、ＵＶ吸収層（反射防止層２９１４０）とする。ＵＶ吸収材料の吸収係数、光硬化性樹脂とＵＶ吸収材料との組成比、及びＵＶ吸収層の膜厚等は、ＵＶ光に対する吸収率が十分に大きくなる（基板２９１１０表面におけるＵＶ光の反射が効果的に防止又は低減できる）ように調整される。なお、光硬化性樹脂とＵＶ吸収材料の混合樹脂に、必要に応じて更に別の材料を添加してもよい。また、反射防止層２９１４０は、基板２９１１０の全面ではなく、光導波路コア２９１２０を形成すべき箇所の近傍にのみ形成することとしてもよい。
【０１１９】
次に、反射防止層２９１４０上に光硬化性樹脂２９１２２を供給し、その上に光導波路コア形成用のマスク２９２１０を配置する（図２Ｂ）。マスク２９２１０は、ガラス板２９２１４の一方の面にＵＶ光に対して不透明なクロム膜２９２１６等の薄膜を形成したものであり、このクロム膜２９２１６には、作製しようとする光導波路コア２９１２０のコア形状に応じた形状の開口部２９２１２が設けられている。例えば、開口部２９２１２の開口径は３０〜４０μｍ程度であり、この場合、マルチモードの光導波路コア２９１２０を作製可能である。また、開口部２９２１２をマスク２９２１０に複数設ければ、複数の光導波路コア２９１２０を同時に形成可能である。なお、光硬化性樹脂２９１２２の膜厚を制御するために、例えば、基板２９１１０（反射防止層２９１４０）上には不図示のスペーサが設置される。
【０１２０】
次に、マスク２９２１０を介して基板２９１１０に対して斜め方向からＵＶ光２９２２０を光硬化性樹脂２９１２２に照射する（図３０Ｃ）。マスク２９２１０の開口部２９２１２を通り抜けたＵＶ光は、光硬化性樹脂２９１２２内を基板２９１１０に対して斜め方向に伝搬していきながら、通過した部分の光硬化性樹脂を硬化させる。これにより、基板２９１１０に対して斜めに立設した、硬化した光硬化性樹脂からなる光導波路コア２９１２０が形成される。
【０１２１】
ここで、基板２９１１０上にはＵＶ吸収層（反射防止膜２９１４０）が形成されているため、光硬化性樹脂２９１２２内を伝搬してＵＶ吸収層へと入ったＵＶ光はＵＶ吸収層により吸収され、ＵＶ吸収層の光吸収率が十分に高ければ、基板２９１１０からのＵＶ光の反射はほとんど生じないか、又は、生じたとしてもその反射光強度は光硬化性樹脂２９１２２を硬化させるのに必要な光強度よりも小さい。したがって、基板２９１１０からの反射光によって光硬化性樹脂２９１２２の意図しない部分（光導波路コア２９１２０以外の部分）が硬化してしまうということが防止される。このように、本実施形態によれば、基板２９１１０に対して斜めに立設した光導波路コアを、意図した通りの形状（光導波路コアが作製されるべき部分の光硬化性樹脂のみが硬化した形状）に形成することができる。
【０１２２】
次に、マスク２９２１０を取り外して、未硬化の光硬化性樹脂２９１２２を、所定の現像液（溶剤）２９２３０で洗い流すことにより除去する（図３０Ｄ）。従来、この現像工程では、光導波路コアの径が細く基板と光導波路コアとの接触面積が小さいために、両者の密着強度が十分に得られず、硬化した光導波路コアも一緒に現像液で洗い流されてしまう不具合も起こり得た。しかしながら、本実施形態では、光導波路コア２９１２０の基板側２９１１０の端部２９１２０２が接しているＵＶ吸収層（反射防止膜２９１４０）は、光導波路コア２９１２０の構成成分である光硬化性樹脂をその成分として含有している。即ち、同じ構成成分（光硬化性樹脂）を含んだ光導波路コア２９１２０とＵＶ吸収層とが接触している。したがって、光導波路コア２９１２０の基板側２９１１０の端部２９１２０２とＵＶ吸収層（反射防止膜２９１４０）との密着強度は、従来の光導波路コアと基板（シリコン基板等）との密着強度よりも大きく、そのため、硬化した光導波路コア２９１２０が現像液で洗い流されてしまうという不具合の発生が起こりにくい。また、現像に先立ってマスク２９２１０を取り外す際においても、同じ理由により、硬化した光導波路コア２９１２０が反射防止膜２９１４０から剥離してしまうことが防止される。
【０１２３】
次に、光導波路コア２９１２０の周囲に光硬化性又は熱硬化性の樹脂を充填し、当該樹脂を光照射又は加熱により硬化させてクラッド層２９１３０を形成する（図２９）。以上の工程により、光電気混載デバイス２９１００が完成する。
【０１２４】
＜第２実施形態＞
図３１は、第２実施形態に係る光電気混載デバイス２９３００の断面構成図である。この光電気混載デバイス２９３００は、第１実施形態において不図示であった光素子を具体的に表したものであり、第１実施形態の光電気混載デバイス２９１００と同一の構成要素には同一の符号を付す。
【０１２５】
同図において、基板２９１１０上には、発光素子２９３１０が実装されている。発光素子２９３１０は例えば半導体レーザであり、その発光波長において反射防止膜２９１４０は透明である。また、基板２９１１０上には、下部クラッド層２９３２２、コア層２９３２４、及び上部クラッド層２９３２６からなる光導波路２９３２０が形成されている。光導波路２９３２０の上部には、反射防止層２９１４０が形成されている。反射防止層２９１４０の上には、基板２９１１０に対して斜めに立設し光導波路コア２９１２０が、反射防止層２９１４０と接して形成されている。半導体レーザは、その活性層２９３１２の光軸が光導波路２９３２０のコア層２９３２４の光軸と一致するように位置合わせされており、活性層２９３１２から放射されたレーザ光が光導波路２９３２０のコア層２９３２４へ最適な光結合効率で結合されるようになっている。
【０１２６】
基板２９１１０上には、更に、光導波路コア２９１２０の基板２９１１０側の端部２９１２０２近傍に、光導波路２９３２０のコア層２９３２４を伝送されてきたレーザ光を基板２９１１０に対して斜め上方に向けて跳ね上げる（レーザ光の光路を折り曲げる）ためのグレーティングカプラ２９３３０が形成されている。グレーティングカプラ２９３３０によって回折されたレーザ光は、基板２９１１０に対して斜めに立設した光導波路コア２９１２０へと結合される。
【０１２７】
半導体レーザ（発光素子２９３１０）からのレーザ光をこのように基板２９１１０に対して斜め上方に跳ね上げることにより、それより後段の光路中に存在する光学界面からの反射戻り光が再び半導体レーザへ向かって伝送され半導体レーザ内へ注入されてしまい、それにより半導体レーザの動作が不安定になってしまう、という現象を抑制することができる。基板２９１１０に対して斜めに立設して形成された光導波路コア２９１２０は、このような光電気混載デバイスの構成において特に有効となる。
【０１２８】
クラッド層２９１３０上には、コネクタ２９３４２内部に反射ミラー２９３４４を内蔵した反射ミラー付き光ファイバコネクタ２９３４０が設置されている。光導波路コア２９１２０を伝送されたレーザ光は、反射ミラー２９３４４によって反射されて、光ファイバ２９３４６へと結合される。
【０１２９】
上述の実施形態により、光硬化性樹脂が基板反射によって不必要な箇所で硬化してしまうことを防止することができる。
【０１３０】
〔光電気混載デバイスの製造方法の他の一態様〕
透光部材を設置した後、縦型光導波路を自己形成光導波路技術を用いて形成する態様の外に、縦型光導波路をガラスウエハー上に形成してユニット化した縦型光導波路ユニットを準備し、該縦型光導波路ユニットを組み込んで光電気混載デバイスを作成することができる。以下、このような縦型光導波路ユニットを用いた光電気混載デバイスの作成手法の一態様について詳述する。
【０１３１】
図３５は、ガラスウェハー３５１２上に複数の光導波路３５１４とクラッド部材３５１６からなる縦型光導波路が形成された縦型光導波路ユニット３５１０を、ガラスウェハー３５１２が上となるように光電気混載デバイス３５００の開口部３５０２に設置してアライメントを行い、アライメント完了後に前記ガラスウェハー３５１２を光電気混載デバイス３５００の上面３５０４に固着して光電気混載デバイス３５００を完成させる態様の概略を示す模式図である。前記光電気混載デバイス３５００の完成された態様において、前記ガラスウェハー３５１２の上部表面が光学フラット面を構成する。このような光電気混載デバイス３５００の構成により、光コネクタを前記光学フラット面に正確且つ簡便に載置し得るとともに、前記光学フラット面が、光電気混載デバイス３５００の上面３５０４を下回ることがないことから、光コネクタを前記光学フラット面に載置した際に、光コネクタと光電気混載デバイス３５００の電気信号の入出力を行うための電気接続部（導電ピン）３５０６の頂部との衝突を回避することができる。なお、前記縦型光導波路ユニット３５１０のアライメントに関しては、光導波路３５１４の位置と受光器（受信態様時）又はグレーティングカプラ（送信態様時）の位置を周知の画像認識手法を用いて整合することが可能であり、このような手法を採用することにより所望の整合精度を得ることができる。
【０１３２】
図３６は、前記縦型光導波路ユニット３５１０の作成方法の一態様を説明するためのフローチャートである。以下、３６１０〜３６３０の各工程について説明する。
（１）ガラスウェハーの準備工程３６１０
この工程は、縦型光導波路をその上に多数同時に作成し得るサイズのガラスウェハーを準備する工程である。ガラスウェハーは、例えば、ガラスブロックをブレードでダイシングして形成されたものであり、その表面が高度の平坦性を備え、光学フラット面として機能するものである。
（２）リソグラフィーを用いた縦型光導波路ユニットの多数同時作成工程３６２０
この工程は、フォトマスクを準備し、リソグラフィーにより、縦型光導波路をガラスウェハー上に多数同時に作成する工程である。縦型光導波路を構成する複数の光導波路は、ガラスウェハーと光導波路形成用フォトマスクとの間に充填された光導波路形成用光硬化性樹脂を、前記光導波路形成用フォトマスクを介して露光することにより形成される。その後、未硬化の樹脂を溶剤等を用いて除去し、前記光導波路形成用フォトマスクを取り外す。なお、前記光導波路形成用フォトマスクの光導波路形成用光硬化性樹脂と接する面には、予め離型剤が塗布されており、前記光導波路形成用フォトマスクの取り外しを容易に行うことができるようにされている。その後、クラッド材料を充填・硬化してクラッド部材を形成し、縦型光導波路が完成する。なお、クラッド材料としてクラッド用光硬化性樹脂を用い、該クラッド用光硬化性樹脂を、全面露光又はクラッド部材形成用フォトマスクを介して露光することにより、クラッド部材を形成してもよい。これにより、縦型光導波路が、ガラスウェハー上に多数同時に作成されることになる。
なお、前述したように、フォトマスクの形状等を工夫することにより、縦型光導波路を構成する複数の光導波路として様々な形状の自己形成光導波路を形成することができる。
（３）ガラスウェハーのダイシング工程３６３０
この工程は、縦型光導波路が複数形成されたガラスウェハーを、ダイシングにより個々の縦型光導波路が形成されたガラスウェハーに分割し、個々の縦型光導波路ユニットを作成する工程である。
【０１３３】
このようにして得られた縦型光導波路ユニットを用いて、上述したように、光電気混載デバイスを作成（完成）することができる。
【０１３４】
〔留意事項〕
以上、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明してきたが、当業者であれば、他の類似する実施形態を使用することができること、また、本発明から逸脱することなく適宜形態の変更又は追加を行うことができることに留意すべきである。
【０１３５】
本発明は、上記の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載に基き解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１３６】
１００、２２０、８２０、９２０、１０２０、１１２０，１１４０、１１６０、１１８０、３５００、２９１００、２９３００：  光電気混載デバイス
１０２、３１０、４１０：  シリコン基板
１０４、３２４、４１８、８２８、１０３０、１１７０：  ＩＣ
１０６：  封止構造
１０８、３２０、４２０、８２２、１０２２、１１６２、３５０６：  導電ピン
１１０、８２４、１０２４、１１６４：  半田バンプ
１１２、３２６、８２６、１０２６、１１６６：  レーザ素子（ＬＤ）
１１６、２２２、８３２、１０３８、１１７８：  透光部材（ガラスマスク）
１１８：  透光部
１２０、２２６：  アライメント用マーカー穴
１２２、３１８、４１２、７００、８３０、１０３６、１１７６、３５１４：  光導波路
２０２、８１０：  嵌合穴
８４２：  嵌合ピン
２４０：  アライメント治具
２４２：  アライメント治具の脚部
２４４：  アライメント治具の半球状の突部
３１２、１０２８，１１６８：  光導波路
３１４、５００、１０３２、１１７２：  光変調器
３１６、１０３４、１１７４：  グレーティングカプラ
４１４、６００：  受光器（ＰＤ）
２００、８００：  インターポーザ
８４０：  光コネクタ
９００：  ＡＯＣ基板
１０００、１１００：  光電気インターポーザ／プリント基板
１１９０：  ホストＬＳＩ
１６１０：  基板
１６１２：  ＩＣ（電子部品）
１６１４：  光回路
１６１６：  反射防止膜
１６１８：  接続電極
１６２０：  ガラス基板（スペーサ）
１６２２：  ガラス基板の開口
１６２４：  貫通配線
１６２６：  コア用樹脂
１６２８：  薄板ガラス（透明板材）
１６３０：  コア形成用マスク
１６３２：  縦型光導波路コア形成用透光部
１６３４：  薄板ガラス支持部形成用透光部
１６３６：  薄板ガラス接着部用透光部
１６３８：  位置合わせ穴形成用透光部
１６４０：  縦型光導波路コア
１６４２：  薄板ガラス支持部
１６４４：  クラッド用樹脂
１６４６：  クラッド形成用マスク
１６４８：  ＩＣ開口形成用遮光部
１６５０：  縦型光導波路クラッド
１６５２：  ＩＣ上面の開口
２９１１０：  基板
２９１２０：  光導波路コア
２９１２２：  光硬化性樹脂
２９１３０：  クラッド層
２９１４０：  反射防止層
２９２１０：  マスク
２９２１２：  開口部
２９２１４：  ガラス板
２９２１６：  クロム膜
２９２２０：  ＵＶ光
２９２３０：  現像液
２９３１０：  発光素子
２９３２０：  光導波路
２９３３０：  グレーティングカプラ
２９３４０：  反射ミラー付き光ファイバコネクタ
３５０２：  開口部
３５１０：  縦型光導波路ユニット
３５１２：  ガラスウェハー
３５１６：  クラッド部材
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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【図３０Ｄ】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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