Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Honeywell/A19880104Elc003.shtml

Использование полиимида в оптоэлектронике

Блумингтон, шт.Миннесота. Оптическим межсоединениям, встраиваемым непосредственно в электронные схемы с использованием совместимых материалов и технологических процессов, возможно, предстоит еще пройти долгий путь внедрения в мир реальных применений. Однако сейчас исследователи из фирмы Honeywell Inc. говорят, что они получили полиимид, который сулит реализацию такого внедрения.

Материал патентуется, и исследователи из этой фирмы молчат о коммерчески доступных исходных компонентах, которыми они воспользовались для создания такого материала. Известно, правда, что от других полимеров, используемых в качестве тонкопленочных диэлектриков в электронных схемах, его отличает то, что вытравленные в нем оптические волноводы могут выдерживать высокотемпературные технологические операции при изготовлении интегральных схем.

«Наш технический прорыв заключается в использовании стандартного электрического материала для схем,— говорит Чарлз Т. Салливен, главный научный сотрудник центра физических исследований фирмы Honeywell в Блумингтоне, шт.Миннесота. — Это открыло нам путь к созданию как электрических, так и оптических межсоединений на одной и той же подложке».

Кроме того, все оптические волноводы, по словам Салливена, могут быть изогнуты под углом 90° без внесения избыточного оптического затухания, и это позволяет достичь чрезвычайно высокой плотности размещения оптических межсоединений.

До сих пор полиимидные волноводы, изготовленные другими фирмами, включая IBM Corp., обладали соответствующими рабочими характеристиками с малыми потерями после низкотемпературной обработки. Проблема заключалась в сохранении стабильности оптических участков схемы при повышении температуры до 300—350°С, необходимых для полной полимеризации материала с целью обеспечения стабильности электрических характеристик и возможности последующей пайки.

«Существует много хороших органических световодов, которые распадаются на части с повышением температуры»,— говорит Джон Д. Кроу, управляющий по технике оптоэлектронных межсоединений в Исследовательском центре им. Томаса Дж. Уотсона фирмы IBM (Иорктаун-Хайтс, шт.Нью-Йорк). Кроу связывает это с остаточными растворителями и «захватом» воды материалом. Жидкости могут выкипать, образуя пустоты и мелкие отверстия, которые действуют как центры рассеяния света в волноводе.

Как утверждают исследователи, волноводы пригодные для интегральной оптики, должны, исходя из опыта, иметь оптические потери 1 дБ/см или менее. Фирма IBM в 1986г. сообщила о волноводах, образованных в полиимиде, которые после сушки при 90° имели потери 0,31 дБ/см. «Мы могли нагревать их примерно до 200°С и иметь при этом вполне хороший световод с потерями около 0,5 дБ/см»,— сообщил Кроу. Однако при более высоких температурах потери в волноводе возрастали до неприемлемых уровней.

Как сообщил Салливен, в отличие от IBM фирма Honeywell экспериментировала при температурах до 350°С и получила оптические потери ниже 0,5 дБ/см. Когда материал высушивался при температуре около 100°С, потери снижались даже до 0,08 дБ/см. Если волновод изгибали под углом 90°, то потери передачи составляли 1 дБ на каждый изгиб; по мнению Салливена, этот результат в дальнейшем может быть значительно улучшен. Фирма Honeywell проводила испытания на длинах волн 850-нм диапазона.

Представители фирмы Honeywell умалчивают о том, как им удалось этого достичь, говоря лишь, что ключом является комбинация используемого полиимида и применяемой технологии изготовления межсоединений. Сам материал уже был проверен для применения в будущих высокоскоростных многослойных электронных схемах, сообщил Салливен. Он заметил также, что технология создания оптических волноводов полностью совместима с существующим технологическим процессом для электронных схем. Тонкий слой материала фирмы Honeywell может быть нанесен в центрифуге или распылением практически на любой материал обычных подложек, а оптические волноводы формируются методом травления.

Этот исследователь из фирмы Honeywell предостерегает, что применение полиимидных волноводов пока еще во многом остается «исследовательской проблемой». Но, как считает Салливен, схемы, использующие такой материал, возможно, начнут применяться в ближайшие пять лет или даже ранее. Если продолжающиеся исследования завершатся успешно, то это может оказать значительное влияние на потенциальное использование оптической среды, передачи в качестве межсоединений для электронных схем с высокой плотностью упаковки [pp.32,33].

Уэсли Р. Айверсен

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 60, No.18 (776), 1987г - пер. с англ. М.: Мир, 1987, стр.5

Electronics Vol.60 No.18 September 3, 1987 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Интегральная оптоэлектроника





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Honeywell/A19880104Elc003.shtml