JPH06347665A - 光デバイスの製造方法 - Google Patents
光デバイスの製造方法Info
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- JPH06347665A JPH06347665A JP5136351A JP13635193A JPH06347665A JP H06347665 A JPH06347665 A JP H06347665A JP 5136351 A JP5136351 A JP 5136351A JP 13635193 A JP13635193 A JP 13635193A JP H06347665 A JPH06347665 A JP H06347665A
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
- G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
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- G02B6/4232—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using the surface tension of fluid solder to align the elements, e.g. solder bump techniques
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光導波路が形成された基板上に光部品及び電
子デバイスを搭載する光デバイスについて、段差プロセ
スを無くすことで、光部品と光導波路との光学的高効率
結合を可能にさせ、かつ電子デバイスの電気配線、並び
にパッドなどの形成も含めて全ての製造工程が基板スケ
ールでの量産製造を可能とさせることにより、低コスト
な光デバイスの製造方法を与える。 【構成】 光ファイバ３及び半導体光素子８などの光部
品とＳｉ基板１上に形成された光導波路２が光学的に結
合し、光ファイバ３及び半導体素子８などの光部品を位
置決め固定するためのＶ溝形成用マスクパターン１２や
位置合わせマーカ９ｂ、光導波路２の光軸を設定する位
置合わせマーカ９ａ、電極パッド１０、並びに電気配線
１１を、光導波路２を形成する前にＳｉ基板１に形成す
る。
子デバイスを搭載する光デバイスについて、段差プロセ
スを無くすことで、光部品と光導波路との光学的高効率
結合を可能にさせ、かつ電子デバイスの電気配線、並び
にパッドなどの形成も含めて全ての製造工程が基板スケ
ールでの量産製造を可能とさせることにより、低コスト
な光デバイスの製造方法を与える。 【構成】 光ファイバ３及び半導体光素子８などの光部
品とＳｉ基板１上に形成された光導波路２が光学的に結
合し、光ファイバ３及び半導体素子８などの光部品を位
置決め固定するためのＶ溝形成用マスクパターン１２や
位置合わせマーカ９ｂ、光導波路２の光軸を設定する位
置合わせマーカ９ａ、電極パッド１０、並びに電気配線
１１を、光導波路２を形成する前にＳｉ基板１に形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ及び半導体光
素子などの光部品と光導波路が同一基板上に搭載された
光デバイスの製造方法に関する。
素子などの光部品と光導波路が同一基板上に搭載された
光デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの大容量化が進むと同時
に、多機能の高度なシステムが求められている一方で、
光ファイバネットワークの小型化、低コスト化、高集積
化、高機能化の要求が強い。その中で光送信器、光受信
器等の光デバイスの小型化、高集積化、低コスト化は必
須である。現在実用に供されている各種の光デバイスは
半導体光源、半導体光検出器、分波器などの光部品と光
ファイバの接続に関して、レンズなどを介して空間的に
光学接続する構造が用いられている。このレンズなどを
用いて空間的に光学接続する構造は、マイクロオプティ
ックスと呼ばれている。マイクロオプティックス構造で
は、レンズの形状、半導体光源及び半導体光検出器のパ
ッケージの形状等に制限されて小型化することは困難で
ある。また、空間を伝搬する光を効率よく光ファイバや
光検出器に結合させるためには、精度の良い光軸調整が
要求され、その作業に多大な工数が必要とされるためコ
ストが下がらないのが現状である。したがって、マイク
ロオプティックス構造は、同一機能または異種機能の高
集積化には全く不適であるのは言うまでもない。
に、多機能の高度なシステムが求められている一方で、
光ファイバネットワークの小型化、低コスト化、高集積
化、高機能化の要求が強い。その中で光送信器、光受信
器等の光デバイスの小型化、高集積化、低コスト化は必
須である。現在実用に供されている各種の光デバイスは
半導体光源、半導体光検出器、分波器などの光部品と光
ファイバの接続に関して、レンズなどを介して空間的に
光学接続する構造が用いられている。このレンズなどを
用いて空間的に光学接続する構造は、マイクロオプティ
ックスと呼ばれている。マイクロオプティックス構造で
は、レンズの形状、半導体光源及び半導体光検出器のパ
ッケージの形状等に制限されて小型化することは困難で
ある。また、空間を伝搬する光を効率よく光ファイバや
光検出器に結合させるためには、精度の良い光軸調整が
要求され、その作業に多大な工数が必要とされるためコ
ストが下がらないのが現状である。したがって、マイク
ロオプティックス構造は、同一機能または異種機能の高
集積化には全く不適であるのは言うまでもない。
【０００３】最近、双方向の通信システムの必要が高ま
り、また家庭にまでこのシステムを導入することが望ま
れている。このとき双方向通信を可能にさせる光デバイ
スとして光の送信器と受信器が必要となるが、これを個
別に構成していたのでは光送受信装置が大型化し、シス
テム普及の妨げになる。従って、２つの機能を一体化し
た光デバイス（光送受信器）が望まれるが、マイクロオ
プティックス構造では前述した理由から困難である。こ
のような背景から小型化、高集積化、低コスト化を目指
す構造として光導波路を用いたものがヘンリーらの文献
アイトリプルイーライトウエイブテクノロジィ １５３
０〜１５３９頁（１９８９年）等によれば検討されてい
る。
り、また家庭にまでこのシステムを導入することが望ま
れている。このとき双方向通信を可能にさせる光デバイ
スとして光の送信器と受信器が必要となるが、これを個
別に構成していたのでは光送受信装置が大型化し、シス
テム普及の妨げになる。従って、２つの機能を一体化し
た光デバイス（光送受信器）が望まれるが、マイクロオ
プティックス構造では前述した理由から困難である。こ
のような背景から小型化、高集積化、低コスト化を目指
す構造として光導波路を用いたものがヘンリーらの文献
アイトリプルイーライトウエイブテクノロジィ １５３
０〜１５３９頁（１９８９年）等によれば検討されてい
る。
【０００４】図６に従来の構造の光デバイスの平面図を
示す。図６の光デバイスでは、基板１上に合分岐機能光
デバイス７を含む光導波路２が形成され、この光導波路
２と光ファイバ３、半導体光源４及び信号検出用の半導
体光検出器５ａがそれぞれ同一の基板１上で直接光学結
合されている。半導体光源４の光出力モニター用の半導
体光検出器５ｂも同一の基板１上に集積され、光導波路
２と光学的に接続されているが、この半導体光源４の光
出力モニター用の半導体光検出器５ｂはなくても、双方
向光通信用送受信器の機能としては何等問題ない。ま
た、半導体光検出器５ａ，５ｂの受信回路用などの電子
デバイス６が同一の基板１上に集積されているが、この
電子デバイスは同一の基板１上にあってもなくても双方
向光通信用送受信器の機能としては何等問題ない。光導
波路２を用いて光送受信器を構成すれば、小型化はもち
ろんのこと、光導波路自体はリソグラフィプロセスを用
いて一括に多量生産されるために低コスト化が可能とな
る。
示す。図６の光デバイスでは、基板１上に合分岐機能光
デバイス７を含む光導波路２が形成され、この光導波路
２と光ファイバ３、半導体光源４及び信号検出用の半導
体光検出器５ａがそれぞれ同一の基板１上で直接光学結
合されている。半導体光源４の光出力モニター用の半導
体光検出器５ｂも同一の基板１上に集積され、光導波路
２と光学的に接続されているが、この半導体光源４の光
出力モニター用の半導体光検出器５ｂはなくても、双方
向光通信用送受信器の機能としては何等問題ない。ま
た、半導体光検出器５ａ，５ｂの受信回路用などの電子
デバイス６が同一の基板１上に集積されているが、この
電子デバイスは同一の基板１上にあってもなくても双方
向光通信用送受信器の機能としては何等問題ない。光導
波路２を用いて光送受信器を構成すれば、小型化はもち
ろんのこと、光導波路自体はリソグラフィプロセスを用
いて一括に多量生産されるために低コスト化が可能とな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この基板上に搭載され
た光ファイバ及び半導体光素子などの光部品と基板上に
形成された光導波路とが基板上で光学的に結合し、かつ
半導体光素子が基板上に固定された光デバイスでは、光
導波路と光部品とを光学的に高効率結合するためには、
光導波路と半導体光素子の光軸を３次元方向で１μｍ前
後の精度で合わせる必要があるが、そのためには精度の
良い光軸調整が要求され、その作業に多大な工数が必要
とされるためコストが下がらないのが現状である。すな
わち、基板上に搭載される光ファイバ、半導体レーザ、
半導体光検出器、光スイッチなどのさまざまな光部品と
基板上に形成された光導波路とを基板上で簡易に光学的
に高効率結合させること、すなわち高精度な位置決めを
可能にする光デバイスの製造方法は得られていない。
た光ファイバ及び半導体光素子などの光部品と基板上に
形成された光導波路とが基板上で光学的に結合し、かつ
半導体光素子が基板上に固定された光デバイスでは、光
導波路と光部品とを光学的に高効率結合するためには、
光導波路と半導体光素子の光軸を３次元方向で１μｍ前
後の精度で合わせる必要があるが、そのためには精度の
良い光軸調整が要求され、その作業に多大な工数が必要
とされるためコストが下がらないのが現状である。すな
わち、基板上に搭載される光ファイバ、半導体レーザ、
半導体光検出器、光スイッチなどのさまざまな光部品と
基板上に形成された光導波路とを基板上で簡易に光学的
に高効率結合させること、すなわち高精度な位置決めを
可能にする光デバイスの製造方法は得られていない。
【０００６】本発明の目的は、光導波路が形成された基
板上に光部品及び電子デバイスを搭載する光デバイスに
ついて、段差プロセスを無くすことで、光部品と光導波
路との光学的高効率結合を可能にさせ、かつ電子デバイ
スの電気配線、並びにパッドなどの形成も含めて全ての
製造工程において基板スケールでの製造を可能とさせる
ことにより、量産が可能で低コストな光デバイスの製造
方法を提供することにある。
板上に光部品及び電子デバイスを搭載する光デバイスに
ついて、段差プロセスを無くすことで、光部品と光導波
路との光学的高効率結合を可能にさせ、かつ電子デバイ
スの電気配線、並びにパッドなどの形成も含めて全ての
製造工程において基板スケールでの製造を可能とさせる
ことにより、量産が可能で低コストな光デバイスの製造
方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバ及
び半導体光素子などの光部品と基板上に形成された光導
波路とが前記基板上で光学的に結合し、かつ前記光部品
が前記基板上に固定された光デバイスの製造方法におい
て、前記光部品を位置決め固定するためのマーカ、前記
光導波路の光軸を設定するためのマーカ、溝形成用マス
クパターン、前記光部品用及び電子デバイス用の電気配
線、並びにパッドを、前記光導波路を形成する前に前記
基板に形成することを特徴とする。
び半導体光素子などの光部品と基板上に形成された光導
波路とが前記基板上で光学的に結合し、かつ前記光部品
が前記基板上に固定された光デバイスの製造方法におい
て、前記光部品を位置決め固定するためのマーカ、前記
光導波路の光軸を設定するためのマーカ、溝形成用マス
クパターン、前記光部品用及び電子デバイス用の電気配
線、並びにパッドを、前記光導波路を形成する前に前記
基板に形成することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明による光デバイスの製造方法を用いれ
ば、光導波路と光部品との高効率結合を可能にし、かつ
基板スケールでの製造が行えるため、量産が可能で低コ
ストな光デバイスが得られる。すなわち、本発明では光
導波路と光部品との光軸が一致するように、光導波路を
形成する前に、光部品を位置決め固定するための所望の
パターン、光導波路の光軸を設定する所望のパターン、
並びに光部品用の所望の電気配線を形成するため、段差
プロセスが無く、現状のフォトリソグラフィプロセスの
パターン位置合わせ精度である０．１μｍ程度で光軸を
合わすことができる。従って、全ての製造工程について
基板スケールでの製造が行えることにより、量産が可能
で低コストな光デバイスが得られる。
ば、光導波路と光部品との高効率結合を可能にし、かつ
基板スケールでの製造が行えるため、量産が可能で低コ
ストな光デバイスが得られる。すなわち、本発明では光
導波路と光部品との光軸が一致するように、光導波路を
形成する前に、光部品を位置決め固定するための所望の
パターン、光導波路の光軸を設定する所望のパターン、
並びに光部品用の所望の電気配線を形成するため、段差
プロセスが無く、現状のフォトリソグラフィプロセスの
パターン位置合わせ精度である０．１μｍ程度で光軸を
合わすことができる。従って、全ての製造工程について
基板スケールでの製造が行えることにより、量産が可能
で低コストな光デバイスが得られる。
【０００９】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１０】図１〜図５は、本発明を用いた光デバイス
の製造方法の工程の一例を示す図である。
の製造方法の工程の一例を示す図である。
【００１１】まず図１に示すように、Ｓｉ基板１上に、
Ｓｉ基板１に形成する光導波路とＳｉ基板に実装する光
ファイバ及び半導体光素子との光軸を一致させるための
位置合わせマーカ９ａ、半導体光素子の実装位置を決め
る位置合わせマーカ９ｂ、光半導体素子を実装する際の
電気的コンタクトをとる電極パッド１０、半導体光素子
用の所望の電気配線１１、並びに光ファイバを実装する
Ｖ溝パターンを形成する際のＶ溝形成用マスクパターン
１２などの各種パターンをリソグラフィ法とＲＩＥ（リ
アクティブイオンエッチング）法、イオンビームエッチ
ング法、ＲＩＢＥ（リアクティブイオンビームエッチン
グ）法などのドライエッチング法または化学薬品を用い
るウエットエッチング法等のエッチング法を用いること
により、所望の位置、形状、寸法、並びに厚さに形成す
る（工程Ａ）。
Ｓｉ基板１に形成する光導波路とＳｉ基板に実装する光
ファイバ及び半導体光素子との光軸を一致させるための
位置合わせマーカ９ａ、半導体光素子の実装位置を決め
る位置合わせマーカ９ｂ、光半導体素子を実装する際の
電気的コンタクトをとる電極パッド１０、半導体光素子
用の所望の電気配線１１、並びに光ファイバを実装する
Ｖ溝パターンを形成する際のＶ溝形成用マスクパターン
１２などの各種パターンをリソグラフィ法とＲＩＥ（リ
アクティブイオンエッチング）法、イオンビームエッチ
ング法、ＲＩＢＥ（リアクティブイオンビームエッチン
グ）法などのドライエッチング法または化学薬品を用い
るウエットエッチング法等のエッチング法を用いること
により、所望の位置、形状、寸法、並びに厚さに形成す
る（工程Ａ）。
【００１２】所望の位置、形状、寸法の形成精度として
は、現状のリソグラフィ工程の限界である０．１μｍ程
度が容易に得られる。また、上述したそれぞれのパター
ンには、その必要性能に応じた材料が用いられ、通常は
厚さが数千オングストロームから１μｍ程度のＣｒ，Ｐ
ｔ，Ａｕ，ＷＳｉ，Ｗ，Ｎｉ，Ｍｏなどの金属を用い
る。従って、各パターンで使用する材料が異なるときに
は各パターン形成毎に、材料成膜及びリソグラフィを繰
り返すことにより、工程Ａが完了する。なお、各種パタ
ーンの材料は、なんら限定されるものではないことは明
らかである。
は、現状のリソグラフィ工程の限界である０．１μｍ程
度が容易に得られる。また、上述したそれぞれのパター
ンには、その必要性能に応じた材料が用いられ、通常は
厚さが数千オングストロームから１μｍ程度のＣｒ，Ｐ
ｔ，Ａｕ，ＷＳｉ，Ｗ，Ｎｉ，Ｍｏなどの金属を用い
る。従って、各パターンで使用する材料が異なるときに
は各パターン形成毎に、材料成膜及びリソグラフィを繰
り返すことにより、工程Ａが完了する。なお、各種パタ
ーンの材料は、なんら限定されるものではないことは明
らかである。
【００１３】また、電気配線１１を形成するときには、
あらかじめＳｉ基板１表面に熱酸化法やＣＶＤ法、スパ
ッタ法などにより絶縁膜層１４を形成しておく場合もあ
る。
あらかじめＳｉ基板１表面に熱酸化法やＣＶＤ法、スパ
ッタ法などにより絶縁膜層１４を形成しておく場合もあ
る。
【００１４】次に図２に示すように、位置合わせマーカ
９ａ，９ｂ、電極パッド１０、電気配線１１、並びにＶ
溝形成用マスクパターン１２が形成されたＳｉ基板１上
に、ＣＶＤ法などによる石英膜１７の成膜法、及びリソ
グラフィ法とＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）
法、イオンビームエッチング法、ＲＩＢＥ（リアクティ
ブイオンビームエッチング）法などのドライエッチング
法または化学薬品を用いるウエットエッチング法等のエ
ッチング法を用いることにより、石英系材料からなり、
クラッド−コア−クラッドの構造を有し、その厚さとし
て少なくとも２５μｍ程度は必要とする光導波路２を形
成する（工程Ｂ）。
９ａ，９ｂ、電極パッド１０、電気配線１１、並びにＶ
溝形成用マスクパターン１２が形成されたＳｉ基板１上
に、ＣＶＤ法などによる石英膜１７の成膜法、及びリソ
グラフィ法とＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）
法、イオンビームエッチング法、ＲＩＢＥ（リアクティ
ブイオンビームエッチング）法などのドライエッチング
法または化学薬品を用いるウエットエッチング法等のエ
ッチング法を用いることにより、石英系材料からなり、
クラッド−コア−クラッドの構造を有し、その厚さとし
て少なくとも２５μｍ程度は必要とする光導波路２を形
成する（工程Ｂ）。
【００１５】このとき、光導波路２のコア１６をパター
ン化する際には、工程Ａで形成した光ファイバ及び半導
体光素子との光軸を一致させるための位置合わせマーカ
９ａとパターン合わせをした上で行う。この精度として
は現状のリソグラフィ工程の限界である０．１μｍ程度
が容易に得られる。
ン化する際には、工程Ａで形成した光ファイバ及び半導
体光素子との光軸を一致させるための位置合わせマーカ
９ａとパターン合わせをした上で行う。この精度として
は現状のリソグラフィ工程の限界である０．１μｍ程度
が容易に得られる。
【００１６】次に図３に示すように、半導体光素子及び
光ファイバと光導波路を光学的に接続するために、リソ
グラフィ法とＲＩＥ法、イオンビームエッチング法、Ｒ
ＩＢＥ法などのドライエッチング法または化学薬品を用
いるウエットエッチング法等のエッチング法を用いるこ
とにより、光導波路２の端面１８を形成するとともに、
この工程で最初の工程ＡであらかじめＳｉ基板１に形成
しておいた位置合わせマーカ９ａ，９ｂ、電極パッド１
０、電気配線１１、並びにＶ溝形成用マスクパターン１
２などを表面に露出させる（工程Ｃ）。
光ファイバと光導波路を光学的に接続するために、リソ
グラフィ法とＲＩＥ法、イオンビームエッチング法、Ｒ
ＩＢＥ法などのドライエッチング法または化学薬品を用
いるウエットエッチング法等のエッチング法を用いるこ
とにより、光導波路２の端面１８を形成するとともに、
この工程で最初の工程ＡであらかじめＳｉ基板１に形成
しておいた位置合わせマーカ９ａ，９ｂ、電極パッド１
０、電気配線１１、並びにＶ溝形成用マスクパターン１
２などを表面に露出させる（工程Ｃ）。
【００１７】次に図４に示すように、ＫＯＨやヒドラジ
ンなどの化学薬品を用いたＳｉ基板１の異方性ウエット
エッチングによりファイバ実装用Ｖ溝１５を形成する
（工程Ｄ）。エッチング用の化学薬品としてＫＯＨを用
いた場合には、Ｖ溝形成用のマスクパターン１２の材料
としてはＷＳｉ，Ｗ，Ｃｒ，Ａｕ，ＳｉＯ2 ，Ａｌなど
がＫＯＨに対する耐性が強く有効である。特にＷＳｉ，
Ｗ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｌは、位置合わせマーカ９ａ，９
ｂ、電極パッド１０や高速信号領域までを扱える電気配
線１１にも兼用できる。従って、工程Ａは材料を適切に
選択することにより同一材料で済ますことができ、１回
の材料の成膜とリソグラフィで工程を終了することがで
きる。また、ＷＳｉ，Ｗ，Ｃｒ，Ａｕなどは８５０℃程
度の熱処理にも耐えられるため汎用性が高い。なお、各
種パターンの材料はなんら限定されるものではないこと
は明らかである。
ンなどの化学薬品を用いたＳｉ基板１の異方性ウエット
エッチングによりファイバ実装用Ｖ溝１５を形成する
（工程Ｄ）。エッチング用の化学薬品としてＫＯＨを用
いた場合には、Ｖ溝形成用のマスクパターン１２の材料
としてはＷＳｉ，Ｗ，Ｃｒ，Ａｕ，ＳｉＯ2 ，Ａｌなど
がＫＯＨに対する耐性が強く有効である。特にＷＳｉ，
Ｗ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｌは、位置合わせマーカ９ａ，９
ｂ、電極パッド１０や高速信号領域までを扱える電気配
線１１にも兼用できる。従って、工程Ａは材料を適切に
選択することにより同一材料で済ますことができ、１回
の材料の成膜とリソグラフィで工程を終了することがで
きる。また、ＷＳｉ，Ｗ，Ｃｒ，Ａｕなどは８５０℃程
度の熱処理にも耐えられるため汎用性が高い。なお、各
種パターンの材料はなんら限定されるものではないこと
は明らかである。
【００１８】最後に図５に示すように、半導体光素子８
の実装位置を決めるため光導波路２の光軸と高精度に位
置合わせされたマーカ９ｂまたは電極パッド１０を用い
て光半導体素子８を実装する。光ファイバ３もＶ溝１５
に実装し、光デバイスが完成する（工程Ｅ）。半導体光
素子８を実装する方法は、パターン認識技術とチップ実
装技術の両方を用いて、位置合わせマーカ９ｂを目印に
高精度に実装する方法や、電極パッド１０にＡｕＳｎ，
ＰｂＳｎ，ＩｎＰなどの材料からなるハンダバンプを形
成し、ハンダバンプによるセルフアライメント効果を用
いて半導体光素子８を高精度に実装する方法などを用い
る。
の実装位置を決めるため光導波路２の光軸と高精度に位
置合わせされたマーカ９ｂまたは電極パッド１０を用い
て光半導体素子８を実装する。光ファイバ３もＶ溝１５
に実装し、光デバイスが完成する（工程Ｅ）。半導体光
素子８を実装する方法は、パターン認識技術とチップ実
装技術の両方を用いて、位置合わせマーカ９ｂを目印に
高精度に実装する方法や、電極パッド１０にＡｕＳｎ，
ＰｂＳｎ，ＩｎＰなどの材料からなるハンダバンプを形
成し、ハンダバンプによるセルフアライメント効果を用
いて半導体光素子８を高精度に実装する方法などを用い
る。
【００１９】なお、高精度な位置、形状、寸法を必要と
せず、光導波路２の直下に形成しない電気配線１１など
のパターンについては、工程Ｄと工程Ｅの間に形成して
も良い。また、光導波路上に形成する電気配線や電極パ
ッドなどのパターンについては、工程Ｃと工程Ｄの間に
形成することもできる。
せず、光導波路２の直下に形成しない電気配線１１など
のパターンについては、工程Ｄと工程Ｅの間に形成して
も良い。また、光導波路上に形成する電気配線や電極パ
ッドなどのパターンについては、工程Ｃと工程Ｄの間に
形成することもできる。
【００２０】以上説明してきたように、本発明の光デバ
イスの製造方法では、光導波路２の端面を形成した後に
存在する少なくとも２５μｍの段差や、深さとして数十
μｍを必要とするＶ溝１５の段差を形成した後にはリソ
グラフィ工程は無く、最初の工程Ａで位置合わせマーカ
９ａ，９ｂ、電極パッド１０、電気配線１１、並びにＶ
溝形成用マスクパターン１２などのパターンをＳｉ基板
１平面内にあらかじめ作り込んでおくため、全てのリソ
グラフィ工程に段差プロセスが無い。従って、光結合効
率に影響する光軸整合を決定する位置合わせマーカ９
ａ，９ｂ、電極パッド１０、並びにＶ溝形成用マスクパ
ターン１２、コア１６形成に関するＳｉ基板１平面内の
精度としては、現状のリソグラフィ工程の限界である
０．１μｍ程度が容易に得られるので、高精度で高効率
な光デバイスの製造方法が実現できる。また全ての製造
工程について基板スケールでの量産製造が行え、低コス
トな光デバイスが得られる。また、電気配線１１を光導
波路２の配置に関係なくレイアウトできるため、高密度
で設計の自由度の高い光デバイスの製造方法が得られ
る。
イスの製造方法では、光導波路２の端面を形成した後に
存在する少なくとも２５μｍの段差や、深さとして数十
μｍを必要とするＶ溝１５の段差を形成した後にはリソ
グラフィ工程は無く、最初の工程Ａで位置合わせマーカ
９ａ，９ｂ、電極パッド１０、電気配線１１、並びにＶ
溝形成用マスクパターン１２などのパターンをＳｉ基板
１平面内にあらかじめ作り込んでおくため、全てのリソ
グラフィ工程に段差プロセスが無い。従って、光結合効
率に影響する光軸整合を決定する位置合わせマーカ９
ａ，９ｂ、電極パッド１０、並びにＶ溝形成用マスクパ
ターン１２、コア１６形成に関するＳｉ基板１平面内の
精度としては、現状のリソグラフィ工程の限界である
０．１μｍ程度が容易に得られるので、高精度で高効率
な光デバイスの製造方法が実現できる。また全ての製造
工程について基板スケールでの量産製造が行え、低コス
トな光デバイスが得られる。また、電気配線１１を光導
波路２の配置に関係なくレイアウトできるため、高密度
で設計の自由度の高い光デバイスの製造方法が得られ
る。
【００２１】
【発明の効果】本発明による光導波路、各種光部品を同
一基板上に集積した光デバイスの製造方法を用いれば、
段差プロセスが無く基板上に搭載された光部品と基板上
に形成された光導波路を光学的に高効率結合が行えるこ
とを可能にし、かつ電子デバイスの電気配線、並びにパ
ッドなどの形成も含めて全ての製造工程が基板スケール
での量産製造が行え、加えて高密度で設計の自由度の高
い光デバイスを実現できるため、低コストな光デバイス
が得られる。
一基板上に集積した光デバイスの製造方法を用いれば、
段差プロセスが無く基板上に搭載された光部品と基板上
に形成された光導波路を光学的に高効率結合が行えるこ
とを可能にし、かつ電子デバイスの電気配線、並びにパ
ッドなどの形成も含めて全ての製造工程が基板スケール
での量産製造が行え、加えて高密度で設計の自由度の高
い光デバイスを実現できるため、低コストな光デバイス
が得られる。
【図１】光デバイスの製造方法を示す工程図である。
【図２】光デバイスの製造方法を示す工程図である。
【図３】光デバイスの製造方法を示す工程図である。
【図４】光デバイスの製造方法を示す工程図である。
【図５】光デバイスの製造方法を示す工程図である。
【図６】光デバイスの平面図である。
１ 基板 ２ 光導波路 ３ 光ファイバ ４ 半導体光源 ５ａ，５ｂ 半導体光検出器 ６ 電子デバイス ７ 合分岐機能光デバイス ８ 光半導体素子 ９ａ，９ｂ 位置合わせマーカ １０ 電極パッド １１ 電気配線 １２ Ｖ溝形成用マスクパターン １４ 絶縁膜層 １５ ファイバ実装用Ｖ溝 １６ コア １７ 石英膜 １８ 端面
Claims (3)
- 【請求項１】光ファイバ及び半導体光素子などの光部品
と基板上に形成された光導波路とが前記基板上で光学的
に結合し、かつ前記光部品が前記基板上に固定された光
デバイスの製造方法において、 前記光部品を位置決め固定するためのマーカ、前記光導
波路の光軸を設定するためのマーカ、溝形成用マスクパ
ターン、前記光部品用及び電子デバイス用の電気配線、
並びにパッドを、前記光導波路を形成する前に前記基板
に形成することを特徴とする光デバイスの製造方法。 - 【請求項２】光ファイバ及び半導体光素子などの光部品
と基板上に形成された光導波路とが前記基板上で光学的
に結合し、かつ前記光部品が前記基板上に固定された光
デバイスの製造方法において、 前記基板上に、前記光部品を位置決め固定するための第
１のマーカ、前記光導波路の光軸を設定するための第２
のマーカ、前記光部品用及び電子デバイス用の電気配
線、並びにパッドを、前記基板に形成する工程と、 前記第２のマーカにコアを位置合わせして前記光導波路
を形成する工程と、 前記光導波路の端面を形成するとともに、前記第１のマ
ーカ、第２のマーカ、電気配線、及びパッドを露出させ
る工程と、 前記第１のマーカに位置合わせして前記光部品を実装す
る工程と、を含むことを特徴とする光デバイスの製造方
法。 - 【請求項３】光ファイバ及び半導体光素子などの光部品
と基板上に形成された光導波路とが前記基板上で光学的
に結合し、かつ前記光部品が前記基板上に固定された光
デバイスの製造方法において、 前記基板上に前記光部品を位置決め固定するための第１
のマーカ、前記光導波路の光軸を設定するための第２の
マーカ、前記光部品用及び電子デバイス用の電気配線、
パッド、並びに光ファイバを実装するための溝形成用マ
スクパターンを、前記基板に形成する工程と、 前記第２のマーカにコアを位置合わせして前記光導波路
を形成する工程と、 前記光導波路の端面を形成するとともに、前記第１のマ
ーカ、第２のマーカ、電気配線、パッド、及び溝形成用
マスクパターンを露出させる工程と、 前記溝形成用マスクパターンを用いたエッチングによ
り、光ファイバ実装用溝を形成する工程と、 前記第１のマーカに位置合わせして前記光部品を実装す
るとともに、前記溝に光ファイバを実装する工程と、を
含むことを特徴とする光デバイスの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5136351A JP2798583B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 光デバイスの製造方法 |
| US08/257,694 US5499732A (en) | 1993-06-08 | 1994-06-06 | Method for fabricating an optical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5136351A JP2798583B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 光デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347665A true JPH06347665A (ja) | 1994-12-22 |
| JP2798583B2 JP2798583B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=15173162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5136351A Expired - Lifetime JP2798583B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 光デバイスの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5499732A (ja) |
| JP (1) | JP2798583B2 (ja) |
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| US7111993B2 (en) | 2003-03-27 | 2006-09-26 | Japan Aviation Electronics Industry Limitedc | Optical monitor module |
| JP2008505355A (ja) * | 2004-06-29 | 2008-02-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 一体型整列機構を有する光導波路アセンブリを製造するための方法 |
| JP4789619B2 (ja) * | 2002-11-12 | 2011-10-12 | ホーヤ コーポレイション ユーエスエイ | 光学装置および光学装置を組み込んだ光学アセンブリ |
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| Publication number | Publication date |
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