Fabrication of Multi-Layer Stacked Polymers for Three-Dimensional Optical Devices

はじめに 光デバイスの集積化において、2次元構成では 集積化に限界もあることから、3次元構造による 高集積化、高機能化が注目を集めている。我々は その中でもポリマーを用いた3次元素子[1],[2]を 提案し、基本動作を達成しており、今後より多層 にわたって積層していく中で発生する問題の解 決法を検討したので報告する。 従来の問題点 我々はクラッドに PMGI、コアに SU-8 を用い た素子を検討しており、導波路の現像時やヒータ ーパターニング時などに、図1のようなクラック が発生してしまうという問題が挙げられていた。 これらのクラックは応力が蓄積することで発生 することが知られており、作製過程で蓄積された 応力に何かしらのショックを与えることで発生 する。そこで応力を緩和させるための工程を考案 し、その条件について検討を行った。 改善点 これまで PMGIにクラックが現れたことから、 PMGI のハードベーク時に応力が蓄積されてい ると考えられる。また応力は異物や気泡の周りに 多く蓄積することが知られていることから、気泡 の発生を抑え、同時に応力緩和時間を考慮したベ ーク条件を検討した。図2に PMGI の改善前と後 のハードベークの温度と時間の関係を示す。これ により気泡の発生を防ぎ、かつ応力を緩和させる ことで多層積層に耐えうる構造を実現し、図3に 示すように現段階で最大5層まで作製が可能に なった。また積層光スイッチへの適応も行った [3]。 謝辞:本研究は、科研費(No.24360139)の支援を 得た。 参考文献 [1] T. Hoshina, et al., ECOC 2012, P2.12, 2012. [2] H. Kobayashi, et al., OECC/PS2013, WT2-4, 2013. [3] 小林他、本応物講演会発表予定。 図1 PMGIに発生したクラック