JPH0878657A - 光／電子ハイブリッド実装基板およびその製法、並びに光サブモジュールおよび光／電子ハイブリッド集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低損失光導波路機能、高精度光学ベンチ機能
および高周波電気配線機能を満足するハイブリッド光集
積回路、該回路に適用可能な光実装基板および光サブモ
ジュールを提供することを目的とする。 【構成】 上記機能を合わせ持つハイブリッド光集積実
装基板を実現するために、石英系光導波路の膜厚を最適
条件とする。凹凸を有する基板の凹部に誘電体光導波路
を形成し、凸部に光素子搭載部を形成し、誘電体光導波
路上に電気配線層を形成する。凸部を２分割し、その間
に誘電体光導波路を形成し、その上に電気配線層を形成
する。光素子は光サブモジュールに固定して搭載する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光導波路および電気配
線の他に、光通信や光信号処理に用いられる光素子また
は光サブモジュールを搭載しうるハイブリッド光集積基
板、該製造方法、該基板上に搭載されうる光サブモジュ
ール、および光素子または光サブモジュールを上記基板
上に搭載したハイブリッド光集積回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近における光通信や光情報処理の高度
化に伴い、低損失な光導波路等に能動光素子を組み込ん
で高周波電気回路により駆動するハイブリッド光・電子
集積回路の実現が期待されている。

【０００３】そして、この光導波路上に能動光素子を組
み込み高周波駆動する回路の実現に当っては、1.低損失
光導波路機能、2.同一基板上に光素子を搭載し軸ずれを
防止するための光学ベンチ機能、3.光素子を駆動するに
必要な高周波電気配線機能、からなる三つの条件が光／
電気実装基板として必要となる。

【０００４】しかしながら、従来の技術においては、上
述の三条件が充足される回路が得られていない。

【０００５】従来例として、図１はＳｉ基板１上に形成
したガイド溝２および位置決め基準面３ａ，３ｂおよび
３ｃを利用して、Ｓｉ基板１上にて光ファイバ４と半導
体レーザ（ＬＤ）５との集積を実現し、電気配線６によ
り駆動しようとする「Ｓｉ光学ベンチ」と称せられる構
成を示す斜視図である。この構成では、Ｓｉ基板１の加
工性の良さを利用して精度良くガイド溝２が形成できる
ので、光ファイバ４と半導体レーザ（ＬＤ）５やフォト
ディテクタ（ＰＤ）等の光素子との一体化を容易に実現
できる。またＳｉ基板は熱伝導性に優れるので、光素子
との良好なヒートシンクとしても機能する。

【０００６】また、電気配線６は、Ｓｉ基板１表面上に
直接、または厚さ０．５μｍ以下の極めて薄い酸化膜を
介して形成されるのであるが、この構造は電気配線６の
高周波特性を著しく劣化させるという問題を生ずる。す
なわち、高周波特性に優れる電気配線６を形成するため
には、この電気配線層の厚さを充分なものとし、しかも
誘電損失の小さい絶縁体上に形成しなければならないの
であるが、Ｓｉ基板１はその厚さが極めて薄くしかも十
分な高周波特性を補償する程抵抗値は高くなく比抵抗は
１ｋΩ・ｃｍ程度である。

【０００７】図２は、Ｓｉ基板上に直接形成した長さ
０．６ｍｍのコープレナー配線の高周波特性を示してい
る（Ｔ．Ｓｕｚａｋｉ ｅｔａｌ．：Ｍｉｃｒｏｗａｖ
ｅ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ Ｄｉｇｅｓｔ（１９９３）Ｐ９
５）。縦軸をＳパラメータの透過特性Ｓ21とし横軸を周
波数（ＧＨｚ）とした。長さ０．６ｍｍの配線の損失は
約０．４ｄＢ（２ＧＨｚ）、約０．８ｄＢ（１０ＧＨ
ｚ）となり、長さ１ｃｍに換算すると７ｄＢ（２ＧＨ
ｚ）、１３ｄＢ（１０ＧＨｚ）となって大きな損失とな
る。

【０００８】一方、光導波路機能を有する光実装基板と
しては、Ｓｉ基板上に形成した石英系光導波路の適用が
期待されている。従来の光導波路は図３（Ａ）〜３
（Ｄ）に示すように、1.コアを薄いオーバークラッド層
で保護した形態の「リッジ型光導波路」、2.コアを十分
に厚いオーバークラッド層で埋め込んだ「埋め込み型光
導波路」の２種類がある。

【０００９】図４は、このうちリッジ型光導波路の検討
例（6.Ｙ．Ｙａｍａｄａ ｅｔ ａｌ．，“Ｈｙｂｒｉ
ｄ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ４×４ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｇａｔｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｓｗｉｔｃｈ Ｕｓｉｎｇ
Ｓｉｌｉｃａ−ＢａｓｅｄＯｐｔｉｃａｌ Ｗａｖｅｇ
ｕｉｄｅｓ ａｎｄ ＬＤ Ａｒｒａｙ Ｃｈｉｐ
ｓ”，ＩＥＥＥ Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌ．，ｖｏｌ．１０，ｐｐ．３８３−３９０，１９９
２．）であり、Ｓｉ基板１上に形成した石英系光導波路
７と半導体光素子８（この例では、半導体レーザアン
プ：ＳＬＡ）との厚みにより基板の反りが生じることに
起因しており、結合損失の増大につながる。

【００１０】表２にて詳しく述べれば、厚さＨ依存性に
ついて、一般的に高周波電気配線の損失は、１．０ｄＢ
／ｃｍ以下である必要があり、本実施例のハイブリッド
基板の幅広い用途を考慮すると、１．５ｄＢ／ｃｍ以下
である必要があると考えられる。表２から、損失が１．
５ｄＢ／ｃｍ以下であるためには、石英層の全厚Ｈが５
０μｍ以上であることが必要である。

【００１１】また、ハイブリッド基板が良好な光学ベン
チ機能を保つためには、基板の反りが少ない必要があ
る。図１８において、石英系光導波路層とＳｉ基板１と
は熱膨導波路の適用分野が狭い領域に限定されることを
意味する。このようにリッジ型光導波路は光導波路機能
を十分には満たさない。またここでは、電気配線機能も
検討されていない。

【００１２】また、図５は、凹凸を有するＳｉ基板１上
の凹部１ａに光導波路を形成し凸部１ｂを素子搭載部と
する「テラス付光導波路基板」（山田、河内、小林：特
開昭６３−１３１１０４号「ハイブリッド光集積回
路」）の例である。この図５において、Ｓｉ基板１の凹
部１ａ中に、石英系光導波路１０のアンダークラッド層
１０ｃが、その上に、コア層１０ｂがそれぞれ形成され
ており、最後に、埋め込みクラッド層１０ａが形成され
ている。そして、アンダークラッド層１０ｃの上面と、
Ｓｉ基板１の凸部１ｂ上面の高さが一致しており、凸部
１ｂを光素子８の高さ基準面として用いることができ
る。このような基板１では、低損失光導波機能、光学ベ
ンチ機能は満足されるものの、高周波電気配線を搭載す
る機能については、全く検討されていない。ここで、電
気配線を搭載するとしても、Ｓｉ基板１の凸部１ｂ上に
形成されることとなり、高周波特性に対する要求条件を
満たさない。なお、図５中、８ａは活性層、１１は素子
位置決めの基準面である。

【００１３】図６は、特開昭６２−２４２３６２号公報
に開示されたハイブリッド光集積回路の構成を示す斜視
図である。この回路は、Ｓｉ基板１上に設けられたバッ
ファ層１２と、この上に設けられた石英系光導波路１３
と、Ｓｉ基板１の上面からの高さが上記バッファ層１２
と同一の素子保持台１４と、この保持台１４上にアップ
サイドダウン構成で保持された半導体レーザ１５と、こ
の半導体レーザ１５の上面電極（図示略）と金線Ｗによ
り電気的接続される導電膜１６ａを有し、かつ、Ｓｉ基
板１の上面上に突出して設けられた電気配線台１６とか
ら概略構成されている。なお、１７はヒートシンクであ
る。

【００１４】このような構成の回路では、バッファ層１
２の上面から導波路１３のコアまでの高さの差を、素子
保持台１４の上面から半導体レーザ１５の活性層１５ａ
までの高さの差に等しく設定してあるので、極めて高い
位置決め精度で半導体レーザ１５等の光素子を搭載でき
るという利点がある。

【００１５】しかし、この回路でも、光導波路１３がリ
ッジ型のものに限定され、外乱等の影響を受け易く、低
損失の光導波路機能を発揮できない。

【００１６】図７は、特公平５−３７４８号公報に開示
されたハイブリッド光集積回路の構成を示す斜視図であ
る。この回路は、Ｓｉ基板１上にほぼ等しい高さの凸状
に配置された光導波路１８，光ファイバガイド１９，光
素子ガイド２０および電気配線支持台２１と、Ｓｉ基板
１上に配置された第１の導電膜（共通電極）２２と、電
気配線支持台２１の上面に配置され第１の導電膜２２か
ら絶縁された第２の導電膜２３と、光ファイバガイド１
９に沿って配設された光ファイバ２４と、光素子ガイド
２０に沿って配設された光素子としてのレーザダイオー
ド２５とから概略構成されている。

【００１７】このような構成の回路では、光素子を直接
Ｓｉ基板１上に搭載しているので、Ｓｉ基板１をヒート
シンクとして機能させることができるという利点があ
る。

【００１８】しかし、この回路でも、光導波路１８がリ
ッジ型のものに限定され、外乱等の影響を受け易く、低
損失の光導波路機能を発揮できない。

【００１９】図８は、特開平５−６０９５２号公報に開
示された光半導体装置の構成を示す断面図である。この
装置は、Ｓｉ基板１と、この基板１上に形成された光導
波路２６と、Ｓｉ基板１の凹部にアップサイドダウン構
成で搭載された光半導体素子２７とから概略構成されて
いる。

【００２０】このような構成の装置では、光導波路２６
がＳｉ基板１の凸領域上に形成されるため、十分な厚さ
のアンダークラッドを形成できない。このため、伝送損
失が大きく、外乱の影響を受け易いなど、十分な光導波
路機能を満たさない。

【００２１】また、上記装置では、電気配線部２８から
Ｓｉ基板１上に設けられているので、高周波特性に対す
る要求条件を満たさない。

【００２２】以上述べたように、従来のハイブリッド光
集積技術には、上記三つの要求条件を満足するものがな
い。特に高周波電気配線機能は、ほとんど考慮されてこ
なかった。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低損
失光導波路機能、光学ベンチ機能および高周波電気配線
機能を満足するハイブリッド光集積回路、該回路に適用
可能な光実装基板および光サブモジュールを提供するこ
とにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、同一基板上に設けられた光
導波部と光素子搭載部と電気配線部とを含む実装基板に
おいて、該光素子搭載部は基板上に凸状に設けたテラス
で構成されてあり、該電気配線部は基板上に形成した誘
電体層とその表面または内部に形成した導体パタンとで
構成されることを特徴とする。

【００２５】ここで、請求項２記載の発明は、請求項１
の光／電子ハイブリッド実装基板において、上記テラス
はＳｉからなるものであってもよい。

【００２６】請求項３記載の発明は、請求項２の光／電
子ハイブリッド実装基板において、上記基板は、上記光
素子搭載のためのＳｉテラスの他に、電子回路形成のた
めのＳｉテラスを有してもよい。

【００２７】請求項４記載の発明は、請求項２または３
の光／電子ハイブリッド実装基板において、上記光素子
搭載部および電気配線部の少なくともＳｉテラス近傍で
は、誘電体層上の導体パタン上面の高さはＳｉテラス上
面より低くなるように設定されていてもよい。

【００２８】請求項５記載の発明は、請求項４記載の光
／電子ハイブリッド実装基板において、上記Ｓｉテラス
は傾斜角を有する側面を有しており、上記Ｓｉテラス表
面および側面には薄膜電極が形成され、該薄膜電極は該
Ｓｉテラス周囲の誘電体層上面または内部に形成した導
体パタンと電気的接続がなされていてもよい。

【００２９】請求項６記載の発明は、請求項４または５
に記載の光／電子ハイブリッド実装基板において、上記
光素子用Ｓｉテラスは２つ以上に分割されてあり、分割
された該Ｓｉテラスの間は上記誘電体層で埋められてあ
り、該光素子用Ｓｉテラスの間の誘電体層上に導体パタ
ンが設けられてもよい。

【００３０】請求項７記載の発明は、請求項１〜６のい
ずれかの項に記載の光／電子ハイブリッド実装基板にお
いて、上記光導波部は、上記Ｓｉテラスに形成した位置
決め溝と、該位置決め溝中に固定した光ファイバとを含
むものでもよい。

【００３１】請求項８記載の発明は、請求項１〜６のい
ずれかの項に記載の光／電子ハイブリッド実装基板にお
いて、上記光導波部は、基板上に形成したアンダークラ
ッド層、コアおよびオーバークラッド層からなる光導波
路であり、該光導波路のコア底面の高さは上記Ｓｉテラ
ス上面より高くなるように設定してもよい。

【００３２】請求項９記載の発明は、請求項７または８
に記載の光／電子ハイブリッド実装基板において、上記
光導波路は、１本以上の信号用光導波路と１本以上のモ
ニタ用光導波路とを含み、上記光素子用Ｓｉテラスは、
該モニタ用光導波路の入出力端に対応する位置に設けて
あり、かつ、該光素子用Ｓｉテラス表面には薄膜電気配
線が形成されていてもよい。

【００３３】請求項１０記載の発明は、請求項８記載の
光／電子ハイブリッド実装基板において、上記光導波路
は誘電体光導波路であり、上記電気配線部の誘電体層
は、該誘電体光導波路のアンダークラッド層で構成され
てもよい。

【００３４】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の光／電子ハイブリッド実装基板において、上記光導波
路のアンダークラッド層で構成される第１の誘電体層上
の一部に、光導波路とは異なる材料からなる第２の誘電
体層が積層されており、該第２の誘電体層の内部または
表面には導体パタンが形成されていてもよい。

【００３５】請求項１２記載の発明は、請求項１０記載
の光／電子ハイブリッド実装基板において、上記基板は
Ｓｉ基板であり、上記光導波路および電気配線部誘電体
層は、ともに石英系光導波路で形成されてあり、該電気
配線部誘電体層上に形成する導体パタンは中心導体と接
地導体とからなるコプレーナ配線であり、該誘電体層の
厚さは５０μｍ以上あってもよい。

【００３６】請求項１３記載の発明は、請求項１０記載
の光／電子ハイブリッド実装基板において、上記Ｓｉ基
板は平均値５０Ωｃｍ以上の比抵抗を有しており、上記
光導波路および誘電体層は、おもに石英系導波路で形成
されてあり、該電気配線部誘電体層上に設けた導体パタ
ンは中心導体と接地導体とからなるコプレーナ配線であ
り、該誘電体層の厚さは２０μｍ以上あってもよい。

【００３７】請求項１４記載の発明は、Ｓｉ基板上に形
成したアンダークラッド、コアおよびオーバークラッド
からなる石英系光導波路と、該石英系光導波の上記オー
バークラッドおよびアンダークラッドのいずれか一方の
上に被着されて中心導体と接地導体とからなるコプレー
ナー配線を有する電気配線層とを含む光／電子ハイブリ
ッド実装基板において、上記電気配線層と上記Ｓｉ基板
との間を５０μｍ以上の厚さの石英系光導波路としたこ
とを特徴とする。

【００３８】請求項１５記載の発明は、Ｓｉ基板上に形
成したアンダークラッド、コアおよびオーバークラッド
からなる石英系光導波路と、該石英系光導波の上記オー
バークラッドおよびアンダークラッドのいずれか一方の
上に被着されて中心導体と接地導体とからなるコプレー
ナー配線を有する電気配線層とを含む光／電子ハイブリ
ッド実装基板において、上記Ｓｉ基板の比抵抗は、平均
値で５０Ωｃｍ以上あり、上記電気配線層と上記Ｓｉ基
板との間を２０μｍ以上の厚さの石英系光導波路とした
ことを特徴とする。

【００３９】請求項１６記載の発明は、請求項１１〜１
５のいずれかの項に記載の光／電子ハイブリッド実装基
板において、上記石英系光導波路全体の厚さが１２０μ
ｍ以下であってもよい。

【００４０】請求項１７記載の発明は、請求項８〜１６
のいずれかの項に記載の光／電子ハイブリッド実装基板
において、上記基板は、表面に凹部および凸部を形成し
たＳｉ基板であり、該Ｓｉ基板凸部が上記Ｓｉテラスと
して機能し、該光導波路は該Ｓｉ基板凹部に形成したア
ンダークラッド層、コア、およびオーバークラッドから
なる光導波路であり、上記電気配線部は該Ｓｉ基板凹部
上に形成した誘電体層およびその表面または内部に設け
た導体パタンで構成してもよい。

【００４１】請求項１８記載の発明は、請求項１〜１１
のいずれかの項に記載の光／電子ハイブリッド実装基板
において、上記基板の内部には導体パタンが形成されて
おり、該基板内部の導体パタンと誘電体層内部または上
面の導体パタンとは電気的に接続されていてもよい。

【００４２】請求項１９記載の発明は、請求項１記載の
光／電子ハイブリッド実装基板において、上記光導波部
は、基板上に形成したアンダークラッド層、コアおよび
オーバークラッド層を含む光導波路であり、該光導波路
のコア底面の高さは上記Ｓｉテラス上面より高くなるよ
うに設定されてあり、上記電気配線部導体パタンは、そ
の高さが該光導波路オーバークラッド表面と概ね等しい
厚さに形成した上記誘電体層表面に設けられてもよい。

【００４３】請求項２０記載の発明は、光／電子ハイブ
リッド実装基板の製造方法であって、基板上に凸状Ｓｉ
テラスを設ける工程と、該基板上に光導波路アンダーク
ラッド層を形成した後、表面を平坦化する工程と、コア
パタンおよびオーバークラッド層を形成する工程と、該
Ｓｉテラス部および電気配線部のオーバークラッド層、
コアの全てとアンダークラッド層の一部を除去し素子搭
載部を形成することにより、Ｓｉテラス上面を露出する
とともに、電気配線部領域のアンダークラッド層表面を
該Ｓｉテラス表面より所望の寸法だけ低く設定する工程
と、該電気配線部に導体パタンを形成する工程とを含む
ことを特徴とする。

【００４４】請求項２１記載の発明は、光／電子ハイブ
リッド集積回路であって、基板上に設けた、アンダーク
ラッド層、コアおよびオーバークラッド層を含む光導波
路と、該光導波路に隣接して基板上に凸状に設けた素子
搭載部として機能するＳｉテラスと、該Ｓｉテラスに隣
接して該基板上に形成した、誘電体層とその表面または
内部に設けた導体パタンとからなる電気配線部とから構
成される実装基板上に、該光素子用Ｓｉテラス上には、
光素子表面を下向きにして該光素子表面の少なくとも一
部を該Ｓｉテラス上面と接触させた状態で、該光導波路
と光結合を保ち、かつ、該電気配線部の導体パタンと電
気的接触を保ちつつ、光機能素子が搭載されたことを特
徴とする。

【００４５】請求項２２記載の発明は、光／電子ハイブ
リッド集積回路であって、基板上に設けた、アンダーク
ラッド層、コアおよびオーバークラッド層を含む光導波
路と、該光導波路に隣接して基板上に凸状に設けた光素
子搭載部として機能する光素子用Ｓｉテラスと、該光素
子用Ｓｉテラスに隣接して該基板上に形成した、誘電体
層とその表面または内部に設けた導体パタンとからなる
電気配線部と、該電気配線部領域で基板上に凸状に設け
た電子回路搭載部として機能する電子回路用Ｓｉテラス
とから構成される実装基板上に、該光素子用Ｓｉテラス
上には、光素子表面を下向きにして該光素子表面の少な
くとも一部を該Ｓｉテラス上面と接触させた状態で、該
光導波路と光結合を保ち、かつ、該電気配線部の導体パ
タンと電気的接触を保ちつつ、光機能素子が搭載されて
あり、該電子回路用Ｓｉテラスには、電子回路が該Ｓｉ
テラスと熱的接続を保ちつつ搭載されていることを特徴
とする。

【００４６】請求項２３記載の発明は、請求項２２記載
の光／電子ハイブリッド集積回路において、上記電子回
路用Ｓｉテラス近傍の誘電体層上の導体パタン上面の高
さは電子回路用Ｓｉテラス上面より低く設定してあり、
上記電子回路はその一部を該電子回路用Ｓｉテラスと接
触した状態で保持されてあり、該電子回路表面の少なく
とも一部の電極は、該電極に対応する該誘電体層上の導
体パタンと、導電性接合材を介して電気的接続を保ちつ
つ固定されてもよい。

【００４７】請求項２４記載の発明は、請求項２１〜２
３のいずれかの項に記載の光／電子ハイブリッド集積回
路において、上記光機能素子は、表面に凹凸を設けその
凹部表面から凸部表面までの電気的に接続された状態の
導体パタンを設けた熱伝導材料からなるサブキャリアの
凹部上に、該光機能素子の裏面電極が電気的に導体パタ
ンと接続した状態で接触固定されてあり、上記Ｓｉテラ
スは２つ以上に分割されてあり、分割された該Ｓｉテラ
スの間は上記誘電体層で埋められてあり、該Ｓｉテラス
周囲の誘電体層上に上記光機能素子の活性層側表面に設
けた電極に対する第１の導体パタンおよび上記光機能素
子裏面電極に対応する第２の導体パタンが設けられてあ
り、該第１および第２の導体パタン上面の高さは、該Ｓ
ｉテラス上面より低く設定されてあり、上記サブキャリ
アに固定された光機能素子は、素子表面を下向きにした
状態で該光素子表面の周辺部が上記Ｓｉテラス表面と接
触および熱的接続を保ちつつ実装基板上に搭載されてあ
り、上記光機能素子表面電極と上記第１の導体パタンが
導電性接合材を介して電気的に接続してあり、上記光機
能素子裏面電極は、上記サブキャリア凸部上の導体パタ
ンおよび導電性接合材を介して、第２の導体パタンと電
気的に接触していてもよい。

【００４８】請求項２５記載の発明は、請求項２１〜２
３のいずれかの項に記載の光／電子ハイブリッド集積回
路において、上記光機能素子は、表面に凹凸を設けその
凹部表面から凸部表面まで電気的に接続された状態の導
体パタンを設けた熱伝導材料からなるサブキャリアの凹
部上に、該光機能素子の裏面電極が電気的に導体パタン
と接続した状態で接触固定されてあり、上記Ｓｉテラス
は２つ以上に分割されるとともに傾斜角を有する側面を
有しており、分割された該Ｓｉテラスの周囲は上記誘電
体層で埋められてあり、該Ｓｉテラス周囲の誘電体層上
に、上記光機能素子の活性層側表面に設けた電極に対応
する第１の導体パタンが設けられているとともに、該第
１の導体パタン上面の高さは、該Ｓｉテラス上面より低
く設定されてあり、該Ｓｉテラス上面および傾斜側面の
一部には上記光機能素子裏面電極に対応する薄膜電極が
形成され、該薄膜電極は誘電体上に設けた第２の導体パ
タンと電気的に接続してあり、上記サブキャリアに固定
された光機能素子は、素子表面を下向きにした状態で該
光素子表面の周辺部が上記Ｓｉテラス表面と接触および
熱的接続を保ちつつ実装基板上に搭載されてあり、上記
光機能素子表面電極と上記第１の導体パタンが導電性接
合材を介して電気的に接続してあり、上記光機能素子裏
面電極は、上記サブキャリア凸部上の導体パタンおよび
該Ｓｉテラス上の薄膜電極を介して、第２の導体パタン
と電気的に接触していてもよい。

【００４９】請求項２６記載の発明は、請求項２４また
は２５に記載の光／電子ハイブリッド集積回路におい
て、上記サブキャリアに固定された光機能素子におい
て、該サブキャリア外側面から該光機能素子活性層まで
の距離が所望の設定値Ｄとなるように形成されてあり、
上記Ｓｉテラス近傍には、該光導波路材料で形成したガ
イド構造が設けられており、該ガイド構造内側面から光
導波路コア中心までの距離が該設定値Ｄとなるように設
定されてあり、該光機能素子は、該サブキャリア外側面
が該ガイド構造内側面と接触を保ちつつ、該Ｓｉテラス
上に搭載されてもよい。

【００５０】請求項２７記載の発明は、請求項２１〜２
５のいずれかの項に記載の光／電子ハイブリッド集積回
路において、上記光導波路は、１本以上の信号線用光導
波路と１本以上のモニタ用光導波路を含み、上記光機能
素子は、該実装基板上の信号用光導波路およびモニタ用
光導波路にそれぞれ対応する位置に形成した信号ポート
およびモニタポートとを有しており、該実装基板のモニ
タ用光導波路と該光機能素子のモニタポートとが光結合
し、同時に、信号用光導波路と信号ポートとが光結合し
た状態で、該光機能素子が該実装基板上のＳｉテラス上
に設置されていてもよい。

【００５１】請求項２８記載の発明は、光／電子ハイブ
リッド集積回路であって、基板上に形成され、かつ、少
なくとも１本の信号用光導波路および少なくとも１本の
モニタ用光導波路を有する光導波路部と、該光導波路部
の端部または該光導波路部の前記光導波路途中に設けら
れた空隙部に設けられた光素子搭載部と、前記光導波路
部に設けられた前記信号用光導波路および前記モニタ光
導波路に光結合するための信号ポートおよびモニタポー
トを有する光機能素子とを含み、前記光導波路部のモニ
タ光導波路と前記光機能素子のモニタポートとが光結合
し、同時に光導波路部の信号光導波路と前記光機能素子
の信号ポートとが光結合した状態で、前記光素子搭載部
に前記光機能素子が搭載されていることを特徴とする。

【００５２】請求項２９記載の発明は、請求項２５記載
の光／電子ハイブリッド集積回路において、上記光機能
素子にモニタポートに光結合する各モニタ用光導波路の
他方の導波路端は光／電子ハイブリッド実装基板端部に
導かれていてもよい。

【００５３】請求項３０記載の発明は、請求項２５記載
の光／電子ハイブリッド集積回路において、上記光／電
子ハイブリッド実装基板上には、２個以上の光機能素子
が縦列に搭載されてあり、各光機能素子のモニタポート
には、光機能素子モニタポートと光／電子ハイブリッド
実装基板端部を結ぶモニタ用光導波路、または、２個以
上の光機能素子間を接続するモニタ用光導波路、が光結
合してもよい。

【００５４】請求項３１記載の発明は、請求項２５記載
の光／電子ハイブリッド集積回路において、上記光／電
子ハイブリッド実装基板上に搭載した光機能素子は、２
ポート以上のモニタポートを有しており、また、該光／
電子ハイブリッド実装基板上には該モニタポートに対応
した本数のモニタ光導波路を有しており、これらモニタ
ポートのうちの少なくとも１つの幅は信号ポート幅より
広く設定してあるか、または、これら信号用光導波路の
うち少なくとも１本の幅は信号用光導波路幅より広く設
定してもよい。

【００５５】請求項３２記載の発明は、活性層と所定の
距離にある光素子高さ基準面を有する光機能素子と、該
光機能素子を保持するための光素子保持面、該光素子保
持面から所定の距離にあるキャリア高さ基準面およびキ
ャリア電気配線とを有するキャリアとから構成された光
サブモジュールであって、該光機能素子の光素子高さ基
準面と該キャリアの光素子保持面とが接触固定されると
ともに、該光機能素子の活性層側電極部と該キャリア電
気配線とが電気的に接続されたことを特徴とする。

【００５６】請求項３３記載の発明は、請求項３２記載
の光サブモジュールにおいて、該キャリアは凹凸を有す
る基板と該基板凹部上に形成した誘電体層とで形成さ
れ、該光素子保持面およびキャリア高さ基準面は基板凸
部で形成し、該キャリア電気配線は誘電体層に形成され
てもよい。

【００５７】請求項３４記載の発明は、請求項３２記載
の光サブモジュールにおいて、該キャリアを構成する誘
電体層は、表面および内部に電気配線層が形成されたフ
ィルム状材料であってもよい。

【００５８】請求項３５記載の発明は、請求項３２記載
の光サブモジュールにおいて、該キャリア電気配線は、
該キャリア表面および内部に形成されてもよい。

【００５９】請求項３６記載の発明は、光／電子ハイブ
リッド集積回路であって、基板上に設けた、アンダーク
ラッド、コア及びオーバークラッドを含む光導波路と、
Ｓｉテラスと、誘電体層とその内部または表面に設けた
導体パタンとから構成された実装基板であって、該誘電
体層の厚さは、該導体パタンの高さが光導波路オーバー
クラッド表面と概ね等しい高さになるように設定してあ
る光／電子ハイブリッド実装基板上に、光素子を保持す
るための光素子保持面、該光素子保持面から所定の距離
にあるキャリア高さ基準面およびキャリア電気配線とを
有するキャリアと、該光素子保持面に保持された光機能
素子とから構成し、該光機能素子活性層から該キャリア
高さ基準面までの高さが、該光導波路コアと該Ｓｉテラ
ス上面間の段差に概ね等しく設定されてあり、かつ、該
キャリア電気配線と該光機能素子の活性層側電極とが電
気的に接続された光サブモジュールが、該光／電子ハイ
ブリッド実装基板のＳｉテラスと該光素子サブモジュー
ルのキャリア高さ基準面とが接触し、かつ、該光／電子
ハイブリッド実装基板の誘電体層表面の導体パタンと該
光サブモジュールのキャリア電気配線とが電気的に接続
した状態で搭載されていることを特徴とする。

【００６０】

【作用】本発明のハイブリッド光集積基板においては、
従来のＳｉ基板上に、絶縁体である石英系光導波路を５
０μｍ以上形成し、その上に高周波電気配線を形成して
いる。そのため、Ｓｉ基板の比抵抗にはよらず、高周波
で損失の大きいＳｉ基板の影響による損失は小さくな
り、Ｓｉ基板を高周波電気配線機能を持った光／電子ハ
イブリッド実装基板として用いることができる。

【００６１】このＳｉ基板による高周波損失について
は、Ｓｉの比抵抗率を高くすることにより、さらに高周
波の損失を小さくすることができる。具体的にはＳｉ基
板の比抵抗を平均値で５０Ω・ｃｍ以上とすることによ
り、Ｓｉ基板と高周波配線層との間に必要とされる石英
層を薄くすることができる。

【００６２】さらに、Ｓｉ基板上の石英系光導波路の全
体の厚さが厚いと基板に反りが生じ、特にアレイ光素子
への適用を考えた場合、軸ずれが生じて光素子の良好な
光学ベンチとなりえないという問題があったが、本発明
で提案している光導波路は、この基板の反りの影響も考
慮して、先に述べた高周波電気配線機能、低損失光導波
機能を損なわない程度に、光導波路全体の厚さを薄くし
最適化している。そのため、本発明のハイブリッド光集
積基板は、基板の反りが少なく、良好な光学ベンチとし
て機能する。

【００６３】また、本発明において凸部を有するＳｉ基
板を用いると、その凹部に光導波路層を形成し、高周波
電気配線の下地とすることにより、低損失光導波機能、
高周波電気配線機能において、上記の特徴はそのまま活
かされる。そして、石英系光導波路の光軸調整のための
高さ基準面として用いることができ、光素子を高精度で
搭載し、良好な高周波電気配線を用いて、これを駆動す
ることが可能となり、一層高精度な光学ベンチとして機
能することが可能となる。

【００６４】また、本発明のハイブリッド光集積基板に
おいては、本発明者による凹凸を有する基板上の凹部に
光導波路を形成し凸部を素子搭載部とする「テラス付光
導波路基板」（前出：特開昭６３−１３１１０４号「ハ
イブリッド光集積回路」）を基本構造として、これに良
好な高周波電気特性を発揮するために、電気配線層を基
板凸部表面ではなく、基板凹部に形成した誘電体光導波
路の上に形成したことにより、基板として比較的抵抗率
が低く、また、誘電率の高い材料を用いた場合であって
も、その電気配線特性は基板の影響を受けにくくなり、
優れた高周波特性を発揮することが可能となる。

【００６５】さらに、本発明のハイブリッド光集積基板
においては、基板凸部に形成した光素子搭載部におい
て、搭載すべき光素子の直下の基板凸部を２つ以上に分
割し、分割した凸部の間の領域に誘電体光導波路層を形
成し、かつ、この誘電体光導波路の表面に光素子との電
気的接続を達成するための電極パッドならびに電気配線
を形成したことにより、光素子を光素子搭載部に搭載す
る際、分割した基板凸部表面と光素子の少なくとも端部
近傍の素子表面とを接触させるようにして搭載すること
により、基板凸部表面が誘電体光導波路との光軸調整の
ための高さ基準面としての機能を発揮することができ
る。また、光素子の直下の電極パッドはもとより基板上
のすべての電気配線層は、十分な厚さの誘電体光導波路
層の表面に形成されるので、電気配線層の高周波特性は
格段に向上する。

【００６６】また、ハイブリッド光集積基板の作製方法
としては、誘電体光導波路の不要部分をエッチングによ
り除去して素子搭載部を形成するためのエッチャントに
対して、誘電体光導波路のエッチング速度より十分に遅
いエッチング速度を有する材料からなる基板を用い、か
つ、基板の誘電率より小さい値を有する誘電体光導波路
を用いる方法の使用が可能である。これにより、光素子
搭載部において光素子搭載部形成時に基板凸部がエッチ
ングストップ層となるので、基板凸部を高精度の高さ基
準面として機能させることが可能である。また、電気配
線部の高周波特性の向上も期待される。

【００６７】さらに、本発明においては、基板凹部の誘
電体光導波路層表面に電気配線層を形成するにあたり、
基板凹部表面と誘電体光導波路層下面との接触界面に接
地導体層を設けたことにより、電気配線層の構造とし
て、誘電体導波路表面に形成した信号線層と、誘電体下
面に形成した接地導体とから構成する、いわゆる「マイ
クロストリップ線路」の構造を採用することが可能とな
り、高周波特性に優れた電気配線を高密度に形成するこ
とが可能となる。

【００６８】本発明のハイブリッド光集積基板では、凹
部および凸部を有する基板上の凹部領域に誘電体材料か
らなる光導波路を形成し、また、凸部表面を露出させ光
素子搭載用の位置決め基準面とする構造とし、電気配線
層を光素子直下の電極パッド部を含めて、全てを基板凹
部の誘電体光導波路領域に形成したことにより、低損失
光導波路機能、光学ベンチ機能および高周波電気配線機
能の３つを併せ持つことが可能となっている。

【００６９】本発明のハイブリッド光集積回路は、その
光導波回路に信号用光導波路と共にモニタ用光導波路を
配置してあり、また、光機能素子にも信号ポートと共に
モニタポートを設けてある。従って、光導波回路または
光機能素子が有する機能のために光結合率をモニタする
ことが容易でない場合であっても、モニタ用光導波路と
モニタポートとを用いることにより、光導波回路基板上
への光機能素子ハイブリッド集積が可能となる。

【００７０】このような場合として、例えば、光導波回
路に波長選択性／光周波数選択性等の機能があり、この
ために光信号用導波路を伝搬する光の波長／光周波数に
大きな制約が加わる場合、光導波回路途中に複数の光機
能素子を縦列に搭載するために光信号導波路が途中で分
断される場合、あるいは、光機能素子の光信号ポートに
スイッチング機能があり光機能素子に無通電状態では光
を透過しない場合、等が例示される。

【００７１】さらに、本発明のハイブリッド光集積回路
においては、素子搭載部に高さ基準面と電気配線面とを
設け、かつ、モニタ用光導波路入力端（または出力端）
に対応する位置に高さ基準面を配置し、信号用光導波路
入力端（または出力端）の位置に電気配線面を配置して
もよい。この場合、さらに、高さ基準面と光導波回路コ
ア中心間の高さは、上記のハイブリッド光集積回路上に
搭載する光機能素子の活性層（またはコア中心）と素子
表面間の距離に一致させると共に、高さ基準面表面には
厚さ０．５μｍ程度の薄膜電極を形成する。電気配線面
上には、厚さ２〜５μｍ程度の電気配線パタン、さらに
必要に応じて半田バンプが形成されている。このとき、
電気配線パタン上面（または、半田バンプが形成されて
いる場合は半田バンプ上面）を、高さ基準面より低くす
るように電気配線面の高さが設定されている。

【００７２】このような構造としたために、本発明のハ
イブリッド光集積回路においては、基板上への光機能素
子の搭載にあたり、光機能素子と光導波回路とのアクテ
ィブアライメントを行うことができ、かつ、半田バンプ
等の厚膜半田を用いての光機能素子固定が可能となる。

【００７３】すなわち、モニタポートと信号ポートとを
有する光機能素子を、その活性層（あるいはコア）を下
向きにしたアップサイドダウン形態でハイブリッド光集
積回路の光素子搭載部に搭載できる。光機能素子のモニ
タポート上面電極と光素子搭載部の高さ基準面とを接触
させると、光機能素子と光導波路との高さ方向の位置合
わせが完了する。この時、光機能素子の信号ポートと基
板上の電気配線パタンとの間には間隙が生じるために、
両者の電気接続をとることはできない。

【００７４】しかし、高さ基準面上には薄膜電極が形成
されているので、高さ基準面からの光機能素子モニタポ
ート電極取り出しが実現される。従って、光機能素子と
光導波路との面内方向の位置合わせは、光機能素子のモ
ニタポートおよびモニタ用光導波路とを用いてのアクテ
ィブアライメントが可能となる。すなわち、本発明の特
徴によれば、アクティブアライメントによる光素子調心
が可能で、かつ、厚膜半田を用いた光素子固定が可能と
なる。

【００７５】さらに基板として、光導波回路を構成する
誘電体材料と比較してエッチング速度が遅い基板を用
い、かつ、その表面に凹部および凸部を設けておけば、
その突部をモニタポートに対応する高さ基準面として用
い、凹部領域に誘電体光導波路を形成することにより、
極めて高精度な高さ基準面を形成できる。特に、基板と
してシリコン基板を用いれば、ヒートシンクとしても機
能する。

【００７６】さらに、素子搭載部における信号ポートへ
の電気配線は、すべて十分な厚さの誘電体層上に形成で
きるので、シリコン基板が与える高周波特性劣化の影響
を防止でき、ハイブリッド光集積回路の高周波特性を大
幅に改善できる。

【００７７】またさらに、モニタ用光導波路の一方の端
部が光機能素子モニタポートと光結合し、他方の端部が
光導波回路基板端部に配置されるように設けることによ
り、導波路途中に複数の光機能素子を個別にアクティブ
アライメントして搭載することが可能となる。

【００７８】さらに、この場合、モニタ用光導波路とし
て光機能素子モニタポート−光導波回路基板端部間を接
続する導波路と共に、光機能素子モニタポート間を相互
に接続する導波路を配置すれば、アクティブアライメン
トにおける光結合効率モニタ法として適用できる手段が
増し、このために、光機能素子として半導体素子のみな
らず誘電体電気光学素子、磁気光学素子、音響光学素子
等、各種の光機能素子を搭載することが可能となる。

【００７９】また、光機能素子に２本以上のモニタポー
トを設け、また、光導波回路に上記モニタポートの数に
対応するモニタ用光導波路を設けて、これらのモニタポ
ートまたはモニタ用光導波路として幅の異なるものを配
置すれば、アクティブアライメントにおいて粗調整、微
調整の２段階の調心が可能となる。

【００８０】本発明の光サブモジュールは、光素子をキ
ャリアに保持するに当たり、光素子に設けた光素子高さ
基準面を、キャリアに設けた光素子保持面に接触させ固
定するとともに、キャリア保持面から所定の段差を設け
てキャリア高さ基準面を設置する。従って、光素子の活
性層と光素子高さ基準面との間の高さがどのような値に
設定されていても、この値に対応してキャリア保持面と
キャリア高さ基準面との高さの差を適切な値に設定する
ことにより、キャリア高さ基準面と光素子活性層との間
の高さの差を一定の値に設定できる。

【００８１】本発明の光サブモジュールでは、光素子の
種類によらず、キャリア基準面から活性層までの距離を
一定の値に規格化できる。したがって、本発明の光サブ
モジュールを用いれば、光素子と光導波路または光ファ
イバとを結合した光モジュールの製作にあたって、光実
装基板の寸法を変更することなく異なる種類の光素子搭
載が可能となり、光モジュールの量産、歩留り向上に大
きな効果が期待される。さらに、寸法の異なる複数、多
品種の光素子を一枚の実装基板に搭載することも可能と
なり、高機能なハイブリッド光集積回路の製作が可能と
なる。

【００８２】また、キャリアに電気配線を設け光素子の
活性層側の電極取り出しができるようにしたので、光モ
ジュールおよびハイブリッド光集積回路の製作に当た
り、使用する光素子の事前検査が容易に行えるという効
果がある。

【００８３】さらに、光サブモジュールのキャリアを、
凹凸を有する基板と基板凹部に形成した誘電体層とで形
成し、この誘電体層にキャリア電気配線を形成すること
により、光サブモジュールの高周波特性を格段に向上さ
せることができる。さらに、誘電体層として、表面およ
び内部に電気配線層が形成されたフィルム、いわゆるテ
ープキャリアを用いることにより電気配線密度を向上で
きる。従って、電極端子数の多い光素子、例えば８×８
光マトリクススイッチ等の大規模モノリシック集積回
路、あるいは、受発光素子と電子回路との集積したＯＥ
ＩＣ等の光サブモジュール形成が可能となる。

【００８４】また、光サブモジュールのキャリアとし
て、キャリア表面のみならず内部にも電気配線を有する
基板、例えばアルミナ多層電気配線基板を用いれば、高
周波特性、電気配線密度に優れた光サブモジュールが実
現できる。

【００８５】本発明のハイブリッド光集積回路では、従
来のアップサイドダウン形態での光素子搭載に代わり、
上記光サブモジュールを搭載するようにした。このため
に、光実装基板上の電気配線は、光導波路オーバークラ
ッド層表面に形成できるようになった。この結果、従来
のアップサイドダウン形態に対応したハイブリッド光集
積回路形成で問題となった電気配線形成が容易に行え
る。すなわち、光導波路基板の狭小な領域に複雑な電気
配線を形成する困難を避けることができる。

【００８６】さらに、基板として凹凸を設けたＳｉ基板
を用いることにより、基板高さ基準面の位置を高い精度
で決定するとともに、Ｓｉ基板のヒートシンク機能を十
分に発揮することができる。

【００８７】本発明の光サブモジュールおよびハイブリ
ッド光集積回路によれば、従来提案されているアップサ
イドダウン形態で光素子を搭載するハイブリッド光集積
回路であった各種問題、すなわち、１）多品種、複数素
子の搭載の困難さ、２）光導波路途中に挿入する光素子
の場合の基板上電気配線形成の困難さ、３）搭載する光
素子の事前検査の困難さ、が一挙に解決できる。これに
加えて本発明の光サブモジュールは、キャリアの構造、
材質を適宜選択することにより、高周波特性、電気配線
密度の点で優れた特性が得られる。

【００８８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００８９】（実施例１）図９は、本発明のハイブリッ
ド光集積回路の第１の実施例を示す斜視図である。１は
基板であり、本実施例では表面に凹凸を設けたＳｉ基板
を用いた。３０は光素子搭載部として機能するＳｉテラ
スであり、Ｓｉ基板凸部上面を利用している。３１は本
実施例の光導波部として用いる光ファイバであり、これ
は、Ｓｉテラス部３０に設けたＶ溝内の最適位置に保持
されている。５２はＳｉテラス３０上に搭載する光機能
素子の表面電極との接触固定を行うための薄膜電極であ
り、これはＳｉテラス３０の表面に設けた厚さ０．５μ
ｍの熱酸化膜上に厚さ１μｍのＡｕ−Ｓｎ半田をパタン
化して形成した。この薄膜電極５２は、電気配線部のＳ
ｉ基板１の凹部に形成した誘電体層５０の表面に設けた
光機能素子の表面電極用導体パタン５１ａおよび５１ｂ
と電気的に接続されている。３５は電子回路用Ｓｉテラ
スである。このテラス３５の周囲は誘電体層５０で埋め
られており、その表面には電子回路用の導体パタン５１
が形成してある。

【００９０】なお、本実施例ではＳｉ凹部の段差を８０
μｍ、誘電体層５０の厚さを５０μｍとし、誘電体層５
０上の導電パタン５１は、厚さ５μｍのＡｕメッキによ
り形成した。この結果、Ｓｉテラス３５の上面と導体パ
タン５１上面との間には２５μｍの段差が生じている。

【００９１】３７は光機能素子であり、本実施例では半
導体レーザ（ＬＤ）を用いた。この素子３７を活性層を
下向きにしたアップサイドダウン形態でＳｉテラス３０
上の素子搭載部にのせることにより、無調心でファイバ
−ＬＤ間の高さ方向の位置決めが実現する。横方向の位
置合わせは、光ファイバとＬＤとの光結合効率のモニタ
により実施してもよいし、ガイド構造を基板側に形成し
てこれを用いて無調心で行ってもよい。この際、ＬＤ３
７の活性層側電極はＳｉテラス３０上の薄膜電極５２と
接触し、誘電体層５０上の導体パタン５１と電気的に接
続される。薄膜電極５２は昇温により半田を溶融してＬ
Ｄ３７を基板上に固定できる。

【００９２】本実施例では、上記のようにＳｉテラス３
０上の薄膜電極５２を用いてＬＤ３７を固定したので、
Ｓｉテラス３０をヒートシンクとして利用できる。それ
と同時に、光機能素子との接続部を除く電気配線を十分
な厚さの誘電体層５０上に設けたので、優れた高周波特
性を得る事が可能となる。

【００９３】電子回路３８は、ＬＤと同様に素子形成面
を下にした形態でＳｉテラス３５上に搭載する。この
際、上記のように誘電体層５０上の導体パタン５１上面
をＳｉテラス３５上面より２５μｍ低く設定したので、
厚さが概ね２５μｍの半田バンプ５３を用いれば、電子
回路の中央部表面をＳｉテラス３５上面に接触させ、同
時に、Ｓｉテラス３５上の電気配線を用いることなく電
子回路電極と誘電体層５０上の導体パタン５１とを接続
することが可能となる。このために、本実施例ではＳｉ
テラス３５を用いての電子回路の放熱が可能とするとと
もに、Ｓｉ基板１を介さない高周波電気配線を実現し
た。

【００９４】以上のように、本発明の光／電子ハイブリ
ッド実装基板によれば、Ｓｉテラスの光学ベンチ機能、
すなわち、光機能素子と光ファイバ間の光軸合わせ機能
および光機能素子、電子回路の放熱機能、の発揮が可能
となると同時に、高周波電気配線機能の発揮が可能とな
る。

【００９５】（実施例２）図１０は、本発明の光／電子
ハイブリッド集積回路の第２実施例を説明するための全
体斜視図である。図１１は図１０に示した回路の光素子
搭載部近傍の断面図、図１２は図１０における電気配線
部ＡＡ′面での断面図、図１３は図１０におけるＢＢ′
での断面図である。

【００９６】図１０に示す通り、本実施例の実装基板は
実施例１と同様に表面に凹凸を設けたＳｉ基板１を用い
ている。その光導波部ではＳｉ基板１の凹部に石英系光
導波路４０を形成した。光素子搭載部には図１１に示す
ように光素子用Ｓｉテラス３０を設けた。電気配線部に
おいては、Ｓｉ基板凹部にポリイミドからなる誘電体層
５０を形成し、その表面および内部に導体パタン５１お
よび５１０を設けて有る。また、電気配線部中央には電
子回路用Ｓｉテラス３５を設置している。

【００９７】図１１に示すように、Ｓｉテラス３０の左
側の光導波部では、Ｓｉ凹部に１７μｍの段差があり、
この上にアンダークラッド４１（厚さ；２０μｍ）、コ
ア４２（６μｍ×６μｍ）、オーバークラッド４３（厚
さ；１５μｍ）からなる石英系光導波路４０が積層され
ている。この導波路構造は「埋め込み型構造」というも
ので、コアパタンが十分な厚さのクラッド層に埋め込ま
れているので優れた光導波特性が発揮できる。

【００９８】Ｓｉテラス３０は傾斜した側面を有してお
り、その上面および電気配線部側の側面には、厚さ１μ
ｍのＡｕ−Ｓｕ半田をパタン化して形成した薄膜電極５
２が設けられている。この薄膜電極５２表面から光導波
路コア中心までの距離は５μｍとなる。この寸法は、搭
載するＬＤの素子表面から活性層までの距離に等しくな
っており、光機能素子３７を活性層側表面を下向きにし
たアップサイドダウンの状態でＳｉテラス３０上に搭載
することにより、光導波路コア４２と光機能素子との高
さ方向の位置合わせが無調整で実現できる。

【００９９】Ｓｉテラス右側の電気配線部は、Ｓｉを深
さ２５μｍ掘った凹部上に厚さ１５μｍのポリイミドか
らなる誘電体層５０とその表面に形成した厚さ５μｍの
Ａｕパタンからなる導体パタン５１および内部に形成し
た導体パタン５１０を含む。誘電体層５０上の導体パタ
ン５１は、Ｓｉテラス３５の上面および側面に形成した
薄膜電極５２と電気的に接続している。この際、Ｓｉテ
ラス３５の表面と誘電体層５０の表面との間には約１０
μｍの段差が生じているが、このように高さの異なる２
層間での電気配線が実現できるのは、Ｓｉテラス３５の
側面に傾斜を持たせたことの効果であることを強調して
おく。Ｓｉテラス３５の側面が概ね垂直に形成された場
合には、Ｓｉテラス上の薄膜電極と誘電体層上導体パタ
ンとの間の段差で電気配線は断線してしまうので、この
２層間をワイヤを用いずに電気的に接続することは困難
となる。

【０１００】上記電気配線部には、図１０に示すよう
に、中央部に電子回路用Ｓｉテラス３５を設けてあり、
ここに電子回路を搭載するようにしてある。光素子用Ｓ
ｉテラス３０と電子回路用Ｓｉテラス３５とを結ぶ電気
配線は、中心導体５１ａと接地導体５１ｂとからなるコ
プレーナ配線で形成してある。電子回路周囲の電気配線
は、表面導体パタン５１と誘電体内部に設けた接地導体
５１０とで構成するマイクロストリップ配線で形成して
ある。図１３に示したように、コプレーナ配線の接地導
体５１ｂとマイクロストリップ配線の接地導体５１０と
は、誘電体層に設けた貫通電極５２０により接続されて
いる。

【０１０１】コプレーナ配線とマイクロストリップ配線
とを比較すると、前者は電気配線１層で形成できるので
形成が容易であるが、その反面、配線密度を高く出来な
い。一方、後者は、電気配線が多層となりその製作工程
が複雑になる反面、高い配線密度を実現できる。

【０１０２】本実施例では、電気配線部の誘電体層とし
て多層配線の形成が比較的容易なポリイミドを用いたた
めに、マイクロストリップ配線の形成が可能となった。
このような実装基板構造を採用する事により、光機能素
子とともに、接続端子数の多い電子回路の集積が可能と
なった。

【０１０３】この実装基板へ搭載する光機能素子３７は
半導体レーザ（ＬＤ）であり、これはＳｉ基板等と同様
の熱伝導材料を加工したサブキャリア４４に搭載されて
いる。サブキャリア４４は、基板表面に凹凸を形成し、
その表面に、凸部表面から凹部表面まで電気的に接続さ
れた状態の導体パタンを設けたのち、この凹部上にＬＤ
裏面が接触し、かつ、ＬＤ裏面とサブキャリア上の導体
パタンとが電気的に接続するように、固定したものであ
る。このキャリアに搭載されたＬＤをＳｉテラス３０上
に搭載するには、ＬＤの活性層側表面を下向きにしてＳ
ｉテラス３０と接触させて搭載した。ＬＤ活性層側電極
と実装基板上の第１の薄膜電極５３ａとが直接接触し、
ＬＤ裏面電極は、サブキャリアを介して実装基板上の第
２の薄膜電極５３ｂと接続する。この際、上記のよう
に、Ｓｉテラス上の薄膜電極表面から導波路コア中心間
距離と、ＬＤ素子表面から活性層間距離とを一致させて
いるので、ＬＤを搭載するだけで光導波路とＬＤとの高
さ方向の位置合わせが完了する。面内方向の位置合わせ
は、光導波路とＬＤとの結合効率をモニタして行った。
Ｓｉテラスは素子搭載時の精度の高い高さ基準面となる
と同時に、ＬＤのヒートシンクとして機能する。

【０１０４】電子回路の搭載に当たっては、実施例１と
同様に素子面を下向きにして半田バンプをもちいてＳｉ
テラス３５上に搭載した。この際、上記のように、電気
配線部の誘電体層およびその上に形成した導体パタン表
面の高さがＳｉテラス上面より低くなるようにしてあ
る。このような構造とした結果、電子回路をＳｉテラス
上に接触／搭載し、かつ、電子回路のすべての電極を、
Ｓｉテラス上の電気配線を経由することなく、誘電体層
上の導体パタンと直接接続することが可能となった。こ
のために、放熱特性ならびに高速性に優れた電子回路搭
載が可能となる。

【０１０５】以上述べたように、本実施例においては、
電気配線部に電子回路用Ｓｉテラス３５を設け、その周
囲の導体パタン表面の高さをＳｉテラス３５より低く設
定した。したがって、本実施例に係る光／電子ハイブリ
ッド集積回路では、半田バンプを用いて接続することに
より電子回路電極と誘電体層上の導体パタンとを直接電
気接続することが可能となり、同時に、電子回路をＳｉ
テラスと接触を保ちつつ実装することが可能となった。
また、Ｓｉテラスの側面を傾斜角を持たせたために、上
記のようにＳｉテラス上面と誘電体層上の導体パタンと
の間に段差が生じているにもかからず、光素子用Ｓｉテ
ラス上に設けた薄膜電極と誘電体層上にある導体パタン
とを電気的接続させることができる。このために、光機
能素子の電極取り出し部をＳｉテラス上に設けてヒート
シンク効果を高めるとともに、電極取り出し部を除く電
気配線をすべて誘電体層上に形成することが可能とな
り、優れた高周波特性を発揮することができるようにな
った。

【０１０６】本実施例によれば、Ｓｉテラスの光学ベン
チ機能、すなわち、光機能素子と光ファイバ間の光軸合
わせ機能および光機能素子、電子回路の放熱機能、の発
揮が可能となると同時に、高周波電気配線機能の発揮が
可能となる。

【０１０７】なお、本実施例の光実装基板は、例えば、
図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）に示す工程で製作できる。
はじめに、後に詳述する手法により、Ｓｉ基板１に凹部
を形成したのち、アンダークラッド層４１，コアパタン
４２，オーバークラッド層４３からなる石英系光導波路
４０を形成する（図１４（Ａ）参照）。ついで、Ｓｉ基
板１の表面を加工して光素子用Ｓｉテラス３０および電
子回路用Ｓｉテラス３５を形成する。この際、電子回路
用Ｓｉテラス３５付近のＳｉ凹部底面には、接地導体層
として金や銅などの導電膜５１０を設けておく（図１４
（Ｂ）参照）。この上に、電気配線部誘電体としてポリ
イミドを塗布／硬化したのち、ドライエッチング等の手
法により不要部分のポリイミドを除去して、Ｓｉテラス
３０および３５を露出させる。さらに、Ｓｉテラスから
所望の段差低くなるようにポリイミド層５０のエッチン
グを行う（図１４（Ｃ）参照）。最後に、その誘電体層
５０の表面に導体パタン５１を形成するとともに、光素
子用Ｓｉテラス３０上に誘電体層５０上の導体パタン５
１と電気的に接続するように薄膜電極５２を形成する
（図１４（Ｄ）参照）。

【０１０８】（実施例３）図１５は、本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第３の実施例の構造を示す斜視図であ
る。実施例２と本実施例との大きな違いは、電気配線部
の誘電体層を光導波路と同一材料を用いて形成したこと
にある。

【０１０９】すなわち、Ｓｉ凹部は、光導波部および電
気配線部ともにＳｉテラス面から３３μｍの段差を設け
て形成してある。光導波部にあたるＳｉ凹部には、アン
ダークラッド４１（厚さ；３５μｍ）、コア４２（６μ
ｍ×６μｍ）、オーバークラッド４３（厚さ；３０μ
ｍ）の構造を有する石英系光導波路４０が形成されてい
る。一方、電気配線部にあたるＳｉ凹部上には、誘電体
層５０として石英系光導波路のアンダークラッド層４１
が形成してある。その厚さは２５μｍであり、光素子用
Ｓｉテラス１０および電子回路用Ｓｉテラス３５の上面
より１０μｍ低くなるようにしてある。このように、電
気配線部の導体パタン上面の高さをＳｉテラス上面より
も低くなるように設定した結果、重要な電気配線はすべ
て誘電体層上に形成し半田バンプを用いて接続が可能と
なると同時に、電子回路とＳｉテラスとを接触して搭載
できるようになった。このために、この実装基板は、高
周波電気特性と良好な素子放熱機能を発揮することがで
きる。

【０１１０】本実施例のように電気配線部の誘電体と光
導波路とを同一材料で形成する構造は、その基板の形成
工程が簡便になるという効果がある。この効果につい
て、基板形成工程を示した図１６（Ａ）〜図１６（Ｅ）
に従って説明する。基板製作の第１ステップは、基板上
にＳｉテラスに相当する段差を形成する工程である（図
１６（Ａ）参照）。基板としてＳｉを用いた本実施例で
は、ＫＯＨ等のアルカリエッチ液を用いた異方性エッチ
ングの手法により所望の段差を形成することができる。
Ｓｉ基板の結晶方位を適切に選べば、図示したようにＳ
ｉテラス側面を約５７°の傾斜をもって形成することが
できる。この後に、石英系光導波路等の誘電体光導波路
のアンダークラッド層４１を基板凹部に形成して、研磨
等の手法によりその表面を平坦化する（図１６（Ｂ）参
照）。こののちに、光導波路のコアパタン４２およびオ
ーバークラッド層４３を形成する（図１６（Ｃ）参
照）。しかるのち、Ｓｉテラスを含む電気配線部となる
領域に形成された光導波路をエッチングにより除去し
て、Ｓｉテラスを露出させる。この際、石英系光導波
路、高分子導波路（ポリイミド系光導波路等）のエッチ
ング工程、例えば、ＣＦ₄ とＨ₂ との混合ガス、あるい
はＯ₂ ガスをエッチャントとする反応性イオンエッチン
グでは、Ｓｉ基板１をエッチングストップ層として用い
ることが可能である。このためにエッチングの進行に伴
い、Ｓｉテラス３０および３５が露出すると、その表面
のエッチングは進まなくなる。

【０１１１】一方、光導波路部分のエッチングは続行さ
れる。この結果、ただ一度のエッチング工程により、電
気配線部の誘電体表面とＳｉテラスとの段差を形成する
ことができる（図１６（Ｄ）参照）。

【０１１２】最後に、電気配線部の誘電体表面に導体パ
タンを形成するとともに、Ｓｉテラス表面および傾斜側
面に薄膜電極を形成すれば、本発明の光実装基板を形成
できる（図１６（Ｅ）参照）。この際、図１６（Ａ）に
示した工程においてＳｉ基板の異方性エッチングによれ
ばＳｉテラス側面は自動的に傾斜が形成できることを強
調しておく。Ｓｉテラス側面の傾斜を容易に形成できる
ために、Ｓｉテラスと誘電体上面に段差を設けても、両
者の間に断線せずに電気配線を形成することができるの
である。

【０１１３】このように、誘電体光導波路と電気配線部
誘電体層とを同一材料で形成するようにすれば、実施例
１のように、両者を異種材料で形成する事と比較して、
その製作工程が簡略化できる。

【０１１４】また、Ｓｉテラスの側面を垂直にしないで
上述のように傾斜を持たせておくことは、実装基板製作
の困難さを大幅に緩和する効果もある。すなわち、Ｓｉ
テラス側面を概ね垂直に形成した場合には、例えば図９
の実装基板において、光素子用Ｓｉテラス３０と誘電体
層５０の上面との間に段差が生ずると、Ｓｉテラス３０
上の薄膜電極５２と誘電体層５０上の導体パタン５１ａ
とを電気的に接続することが困難となる。したがって、
垂直性の高い側面をもつＳｉテラスを用いて、図９のよ
うな電気配線を実現するために、図１６（Ｄ）の工程に
おいて、Ｓｉテラス上面と誘電体上面を段差なく形成す
ることは、光導波路のエッチング時間およびエッチング
速度の極めて高いコントロールを必要とするため、この
構造の実装基板の製作が極めて困難となる。この困難さ
は上記のようにＳｉテラス側面に傾斜を持たせることに
より解消したのである。

【０１１５】（実施例４）図１７は、本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第４の実施例の斜視図であり、図１８
はＡ−Ａ断面図である。Ｓｉ基板１上にアンダークラッ
ド層６０ｃ、コア６０ｂおよびオーバークラッド層６０
ａが集積された埋め込み型光導波路６０を示している。
この図１７に示す例では４００μｍピッチの４アレイ光
素子を搭載していることを前提としているので、コア６
０ｂの間隔も４００μｍで並べられることになる。

【０１１６】オーバークラッド層６０ａ上面には、図１
８にも示すように４００μｍ間隔の中心導体部６１ａと
接地導体部６１ｂとからなるコープレナー線路６１が形
成される。そして、中心導体部６１ａの幅Ｗ、中心導体
部６１ａと接地導体部６１ｂとのギャップ間隔Ｓ、及び
コープレナー線路６１とＳｉ基板１との間の石英導波路
層の厚さＨは、コープレナー線路６１の高周波特性に影
響する主要なパラメータとなっている。このパラメータ
については表１〜４を用いて後述する。

【０１１７】光素子６２の搭載部６３は、エッチングに
よりオーバークラッド層６０ａが削られてアンダークラ
ッド層６０ｃの上面を露出させ、電気配線層６３ａ，６
３ｂが形成される。この場合、電気配線層６１ａ，６１
ｂ，６３ａ，６３ｂとして厚さ５μｍの金メッキ線を用
い、配線層６３ａ，６３ｂの長さを１ｍｍ以下としてそ
の損失を小さくしている。

【０１１８】４本のコープレナー線路６１の中心導体６
１ａは、金リボン線６４により銅やブロックやグランド
ポストと呼ばれるガイドポスト６５ａに接続され、前述
したアンダークラッド６０ｃ上の電気配線層（電極）６
３ａに接続され、金−スズ合金からなる半田パタン６６
を通じて光素子６２の下側の４個の電極６２ｃに接続さ
れることになる。

【０１１９】コープレナー線路６１の接地導体６１ｂも
同様に金リボン線６４によりガイドポスト６５ｂに接続
され、アンダークラッド６０ｃ上の電気配線層（電極）
６３ｂに接続され、半田パタン６６を通じてＳｉサブキ
ャリア６７の表面導電層６７ａに接続されることにな
る。ここで、Ｓｉサブキャリア６７は表面に導電層６７
ａが形成され、光素子６２の背面の電極６２ｂを金−ス
ズ半田で凹部の導電層６７ａに接続することにより保持
している。したがって、光素子６２が搭載部６３に搭載
された状態では、コープレナー線路６１にて４個のアレ
イとともに高周波で駆動することが可能となる。

【０１２０】搭載部６３に光素子６２が搭載された状態
では、光素子６２の４個の活性層６２ａは図１７手前側
の石英系導波路のコア６０ｂに光結合されることにな
る。なお、本実施例においては、光素子６２の電極６２
ｃおよび半田パタン６６の位置を光素子６２の活性層６
２ａ直下から側方にずらして設けてあり、光素子固定に
伴う応力が直接活性層に働くのを防止している。

【０１２１】ここで、コープレナー線路の高周波特性に
影響する前述した主要なパラメータＷ，Ｓ，Ｈにつき、
ＳパラメータＳ₂₁および光学ベンチ機能である軸ずれを
考察する。

【０１２２】

【表１】

【０１２３】（表１）はコープレナー線路ｗ，ｓと透過
損失Ｓ₂₁との関係を示しており、Ｓｉ基板として平均値
の比抵抗を〜１Ω・ｃｍのものを用いている。また、パ
ラメータＷ，Ｓについては、石英系光導波路など数十μ
ｍの段差のある基板上にレジストを塗布してパターニン
グしているため、２０μｍ以下で再現良く形成するのが
困難であり、よってｗ，ｓ共２０μｍ以上とした。そし
て、この（表１）ではアンダークラッド２ｃの厚さｈμ
ｍを２４μｍ、石英導波路全体の厚さＨμｍを６０μｍ
として、実施例Ｉ−１〜Ｉ〜５までｗを変化した結果、
ｗ，ｓが最小の場合ＳパラメータＳ₂₁が最小となって損
失が最も小さくなる。なお、この（表１）では厚さｈや
Ｈの数値の変更が無いため４アレイであっても軸ずれは
０．７μｍと一定している。

【０１２４】

【表２】

【０１２５】（表２）は（表１）の結果を利用してＳ₂₁
が最小になる（ｗ，ｓ）＝（２０，２０）μｍとし、ア
ンダークラッド６０ｃの厚さｈを変化させひいてはＨを
変化させたときのＳパラメータと軸ずれとをピックアッ
プしたものであり、参考例II-1,II−７は従来構造のも
のを当てはめた場合の例であり、実施例II−２〜II−６
では、ｈ，Ｈを変化させた例となっている。この結果、
Ｈが５０〜９０近辺にて良好な数値を示している。な
お、軸ずれはアレイ構造でクラッド厚さの厚みにより基
板の反りが生じることに起因しており、結合損失の増大
につながる。

【０１２６】（表２）にて詳しく述べれば、厚さＨ依存
性について、一般的に高周波電気配線の損失は、１．０
ｄＢ／ｃｍ以下である必要があり、本実施例のハイブリ
ッド基板の幅広い用途を考慮すると、１．５ｄＢ／ｃｍ
以下である必要があると考えられる。（表２）から、損
失が１．５ｄＢ／ｃｍ以下であるためには、石英層の全
厚Ｈが５０μｍ以上であることが必要である。

【０１２７】また、ハイブリッド基板が良好な光学ベン
チ機能を保ためには、基板の反りが少ない必要がある。
図１８において、石英系光導波路層とＳｉ基板１とは熱
膨張係数が異なるため、Ｈが大きくなるにつれて基板の
反りが大きくなる。この基板の反りが大きくなると、光
導波路端面と光素子、例えばＬＤアレイの活性層が、位
置ずれをおこし光学的な結合損失を生じるなど、光学ベ
ンチ機能が損なわれる。光／電気ハイブリッド実装基板
は、４×４スイッチ等への展開が求められるため、例え
ば４アレイＬＤモジュール等をこの基板に搭載するな
ど、光素子のアレイ化に対応できることが必要である。
この結果、（表２）右欄の数値（軸ずれ）を小さくする
必要がある。図１９は、Ｓｉ基板上の石英層の厚さＨ
と、Ｓｉ基板の反り（曲率半径）、４００μｍ間隔４ア
レイＬＤモジュールでの軸ずれとの関係を示しており、
この図１９からは軸ずれを１μｍ以下に押えるためには
厚さＨが１２０μｍ以下であることが判明する。

【０１２８】以上をまとめると、図１８の石英系光導波
路において、高周波電気配線機能、光素子を搭載するた
めの光学ベンチ機能を満たすためには、Ｈは５０μｍ以
上１２０μｍ以下にする必要のあることがわかった。

【０１２９】なお、（表１），（表２）から判明するよ
うに、低損失光導波路として十分実績があり最適である
と考えられるアンダークラッドｈ＝３０μｍ、コア径６
×６μｍ、オーバークラッド＝３０μｍ、全石英層６６
μｍのハイブリッド光集積基板を用いた例示が図１７で
ある。また、この図１７に示す光導波路の伝搬損失は
０．１ｄＢ／ｃｍ以下であり、光素子としてＬＤを用い
たとき４アレイ共に１０ＧＨｚでの高速変調時でも良好
な特性を有する。

【０１３０】こうして、本実施例では低損失光導波路機
能、軸ずれの少ない光学ベンチ機能、Ｓ₂₁の少ない高周
波電気配線機能を合せ持つ。

【０１３１】図１７の４アレイを分割して単体としたも
のを図２０および図２１に示す。この場合、アレイ素子
でなくアレイ素子を分割した単体となっているので、基
板の反りが生じたとしても軸ずれは生ずることがなく、
よって厚さＨが１２０μｍ以下という条件を除いても前
述の三機能は有する。逆に単体をアレイ化構造とする場
合には、厚さＨが１２０μｍ以下という条件が加わるこ
とになる。

【０１３２】なお本実施例では、コープレナー線路６１
をオーバークラッド表面に形成したが、コープレナー線
路の位置はこれ以外の場所でも形成可能である。図２２
に図１７の側面図を、図２３にコープレナー線路６１の
下のオーバークラッド６０ａを薄くしたものの側面図
を、図２４にアンダークラッド層６０ｃ全体を厚くし、
コープレナー線路６１を直接アンダークラッド６０ｃ上
に形成したものの側面図を示す。図２３および図２４に
示した例のようにコープレナー配線層の高さを光導波路
部の上部クラッド上面よりも低く設定しても、同様に良
好な電気／光実装基板として用いることができる。

【０１３３】（実施例５）図２５は、本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第５の実施例を示す図であり、図２６
は図２５のＤ−Ｄでの断面図である。先の実施例４は、
一般的なＳｉ基板（比抵抗〜１Ω・ｃｍ）を用いた例で
あった。一方Ｓｉ基板の比抵抗を高くすることによりさ
らに高周波電気配線機能を改善することができる。これ
により、コープレナー線路とＳｉ基板との間の石英系光
導波路を薄くすることができ、図２５のような、より薄
いアンダークラッド２ｃ上に高周波線路を置く構成が可
能になり、応用範囲を広げることができる。

【０１３４】まず図２５で用いている基板の構造パラメ
ータについて、図２５の高周波電気配線部Ｄ−Ｄの断面
図と等しい構造を持つ図２６により、高周波電気配線機
能、光学ベンチ機能の観点から最適化を行う。図２５お
よび図２６において、６１ａはコープレナー線路の中心
導体部、６１ｂは接地導体部であり、６０ｃは下部クラ
ッド層、１は図１７に示す実施例１に比べ高抵抗なＳｉ
基板である。 また、図２５において６７はＳｉのサブ
キャリアであり、その凹部には光素子６２が保持されて
いる。サブキャリア６７の表面には導電層６７ａが形成
されており、光素子６２の裏面と導通がとれている。こ
のサブキャリアの両足を半田パタン６７ｂに接続するこ
とにより、コープレナー線路６１と光素子６２の背面の
電極６２ｂとが電気的に接続される。一方、光素子の活
性層脇の電極６２ｃは、コープレナー線路６１の中心導
体部６１ａ上に形成された半田パタン６７ｂにより導通
がとれ、このコープレナー線路により光素子６２を駆動
することができる。さらにこのＳｉサブキャリア６７
は、光素子で発生する熱を吸収し、空中あるいはコープ
レナー線路６１に放熱する。なお、この実施例において
は、光素子６２の電極６２ｃに接続する半田パタン６７
ｂの位置を、光素子の活性層６２ａの直下から側方にず
らして設けてあり、光素子固定に伴う応力が、直接活性
層に働くのを防止する。

【０１３５】このコープレナー線路の高周波特性に影響
する主要なパラメータは、コープレナー線路とＳｉ基板
との間の石英アンダークラッド層の厚さｈ、コープレナ
ー線路の中心導体６１ａの幅ｗ、中心導体６１ａとコー
プレナー線路の接地導体層６１ｂとのギャップ間隔ｓで
ある。

【０１３６】これらパラメータＳ，Ｗとコープレナー線
路の損失を表すＳパラメータＳ₂₁との関係を（表３）に
示し、この（表３）によるｓ，ｗに基づきアンダークラ
ッド２ｃの厚さによるＳパラメータＳ₂₁および軸ずれの
関係を（表４）に示す。

【０１３７】ここでＳｉ基板は平均値の比抵抗で〜５０
Ω・ｃｍのものを用いている。また、ｗ，ｓについて
は、石英系光導波路など数十μｍの段差のある基板上に
レジストを塗布してパターニングしているため、２０μ
ｍ以下で再現性良く形成するのが困難であった。そのた
め、ｗ，ｓ共に２０μｍ以上とした。また、図２５およ
び図２６は光素子単体の例であるが、４００μｍピッチ
で４アレイの光素子を搭載した際の基板の反りに起因す
る軸ずれを（表４）に示す。

【０１３８】まず、コープレナー線路の構造パラメータ
である導体幅ｗ，ギャップｓによるＳパラメータＳ₂₁の
変化を（表３）に示す。

【０１３９】

【表３】

【０１４０】この表３にて判明するように、実施例ＩＩ
Ｉ−１〜ＩＩＩ−５の結果、（表１）と同様（ｗ，ｓ）
＝（２０，２０）μｍとなって損失が最も小さい。

【０１４１】

【表４】

【０１４２】また、この（表４）にて示すように（ｗ，
ｓ）＝（２０，２０）μｍを前提として、アンダークラ
ッド厚ｈの変化に伴うＳ₂₁および軸ずれを表示する。こ
のようにＳ₂₁を１０ＧＨｚで、１．５ｄＢ／ｃｍ以下に
するにはｈを２０μｍ以上にする必要がある。このよう
にＳｉ基板の比抵抗を高くしたため、Ｓｉ基板上の石英
層の厚さを実施例４よりもより薄くすることができた。
また、光学素子の活性層と光導波路のコアとの軸ずれを
１μｍ以下にするためには、石英層の全厚Ｈを１２０μ
ｍ以下にする必要がある。

【０１４３】以上をまとめると、図２５および図２６の
石英系導波路において、高周波電気配線機能、光素子を
搭載するための高精度光学ベンチ機能を満たすために
は、石英系光導波路アンダークラッド厚ｈは２０μｍ以
上にする必要のあることがわかった。さらに４００μｍ
ピッチで４アレイ以上の光素子を搭載した際には、石英
系光導波路全体の厚さＨは１２０μｍ以下という条件が
加わる。

【０１４４】なお、（表３），（表４）から判明するよ
うに、低損失石英系光導波路として十分に実績があり最
適であると考えられる、アンダークラッドｈ＝３０μ
ｍ、コア径６×６μｍ、オーバークラッド厚３０μｍ、
全石英層６６μｍの基板を用いて、光素子として単体の
ＬＤモジュールを用いた例が図２５である。

【０１４５】このように実施例５のハイブリッド光集積
基板は、既に実績のある低損失光導波機能のみならず、
光素子を駆動するための高周波線路配線機能および基板
の平坦性を確保する高精度光学ベンチ機能を満足してい
る。さらに実施例１と比較して、光導波路として十分実
績のある３０μｍ厚のアンダークラッドを用い、かつガ
イドポスト等を使わないため電極構造を単純にすること
ができた。このため高周波特性が向上し、その上実装の
手間が簡略化された。

【０１４６】このハイブリッド光集積回路の光導波路の
伝搬損失は０．１ｄＢ／ｃｍ以下であった。また、光素
子としてＬＤを用いると１０ＧＨｚでの高速変調時でも
良好な特性を示した。

【０１４７】（実施例６）図２７は、本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第６の実施例を示す図である。実施例
４で用いた平坦なＳｉ基板１の代わりに凹凸のあるＳｉ
基板を用いている。石英系光導波路のアンダークラッド
層６０ｃは、このＳｉ基板１の凹部に形成されており、
Ｓｉ基板の凸部６８ａ，６８ｂは図のように光素子搭載
部６８に露出しており、光素子６２を搭載する際の高さ
基準面として用いることができる。

【０１４８】図２７におけるＢ−Ｂの断面図は、図２６
と同じ構造であり、ここでも（表３，表４）で最適化し
た厚さｈ＝３０μｍのアンダークラッド層６０ｃを用い
ている。光素子搭載部６８における断面図Ｃ−Ｃを図２
８に示す。このようにＳｉ基板１の凸部６８ａの上に
は、光素子６２の活性層６２ａを避けるように薄い電極
６２ｃが形成され、光素子６２の高さ基準面と電極部を
兼ねている。コープレナー線路はアンダークラッド上で
は厚さ５μｍの金メッキ層を用いているが、Ｓｉテラス
６８ａ，６８ｂ上では厚さ１μｍ以下の金スパッタ膜を
用いている。光素子６２の背面の電極６２ｂは、Ｓｉサ
ブキャリア６７に保持され、Ｓｉサブキャリア６７の表
面の導電層６７ａ、導電性接着剤６９、を通ってＳｉテ
ラス６８ｂ上の電極部６１ｂに電気的に導通している。

【０１４９】このように凸部を有するＳｉ基板を用いる
ことにより、Ｓｉ凸部６８ａを搭載高さ基準面として用
いることができ、光素子６２と光導波路コア６２ａの位
置合わせをさらに高精度に行うことができる。また光素
子６２で発生した熱はサブキャリア６７を通って６８ｂ
を経由して熱伝導性の良いＳｉ基板１に放熱でき、１は
熱伝導性の良いパッケージ７０に密着させているため、
光素子６２の放熱は大きく改善される。

【０１５０】またコープレナー線路部１４における高周
波特性も実施例４と同様に良好である。Ｓｉテラス６８
ａ，６８ｂ上の電極において高周波線路がＳｉ基板のす
ぐ上に位置しているが、実際に高周波が流れる距離は非
常に短くその損失はごくわずかである。

【０１５１】またアンダークラッド６０ｃ、６０ｂ、オ
ーバークラッド６０ａを合わせた厚さＨは、表４で最適
化した６６μｍのものを用いており、反りが少ない良好
な光学ベンチであることも言うまでもない。

【０１５２】（実施例７）図２９は、本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第７の実施例を示す斜視図である。

【０１５３】本実施例は、実施例６の光素子６２として
ＬＤ７１を用い、さらにそれを駆動するためのＬＤドラ
イバ７２を同一基板１上に実装している点に特徴があ
る。光素子搭載部６８は図２７と全く同一の構造であ
る。またＬＤドライバへの入力側のコープレナー線路部
６１ｂは図２７のコープレナー線路部６１と全く同一の
構造である。ただし、ＬＤドライバ７２とＬＤ７１を結
ぶコープレナー線路部６１ａは、５０Ω系であるコープ
レナー線路とＬＤとのインピーダンス整合をとるため４
０Ωの高周波用チップ抵抗７３を挿入している。ＬＤド
ライバ７２のあるＥ−Ｅの断面図を図３０に示す。この
ように発熱の大きいＬＤドライバ７２の熱を効率よく放
熱するため、ＬＤドライバ７２はＳｉ基板の凸部７４の
上に置かれている。また実施例５同様ＬＤ部の熱も効率
よくＳｉ基板に吸収される。そしてＳｉ基板１は、この
ＬＤモジュール全体を熱伝導性のよい材質のパッケージ
に密着させることにより、効率よく放熱することができ
る。ＬＤドライバ７２とコープレナー線６１ａ、および
ＬＤドライバ７２とＤＣバイアスライン６１ｃとの接続
は、図３０のように、ガイドポスト６５ｃおよび金リボ
ン線６４を用いて接続することにより、高周波成分の損
失を最小限に押さえることができる。このＳｉ凸部７４
は、ドライバの底面のみに接し、コープレナー線路から
は離れているので、高周波特性を損なうことはない。

【０１５４】このハイブリッド光集積回路の光導波路の
伝搬損失は０．１ｄＢ／ｃｍ以下であった。また、ＬＤ
ドライバ７２にコープレナー線路入力端７５から１０Ｇ
Ｈｚの変調用信号を入力し、さらに６１ｃのＤＣバイア
スラインにより振幅、変調電位を調整することにより、
ＬＤ素子は１０ＧＨｚまで良好な変調特性を示した。こ
のように本実施例７のハイブリッド光集積基板が低損失
光導波機能、高周波電気配線機能、高精度光学ベンチ機
能、を合わせもつ特徴を生かせば、このような高速ＬＤ
モジュールを数ｃｍ角の同一基板上に実現することがで
きる。

【０１５５】（実施例８）図３１は、本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第８の実施例を示す斜視図である。

【０１５６】本実施例は、石英系光導波路部、光素子搭
載部１３、コープレナー配線部６１ａ、６１ｂ、ＬＤド
ライバ搭載部６１ｃについて実施例７と同一の構造を持
つ。

【０１５７】ただし、石英系光導波路の端面６２ｄにフ
ァイバ７６を無調心で接続できるように、Ｓｉ基板１を
延長しガイド溝７７を形成している。このガイド溝部Ｘ
−Ｘ部の断面図を図３２に示す。このようなガイド溝７
７は光導波路、およびＳｉ基板のエッチングにより容易
に形成することができる。このガイド溝７７により光フ
ァイバ７６を調心の必要なしに容易に光導波路コア６２
ｂに接続することができ、このハイブリッド光集積用実
装基板の応用を一層広げることができる。

【０１５８】（実施例９）図３３は、本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第９の実施例を示す斜視図である。

【０１５９】本実施例は、石英系光導波路部以外の部分
について実施例４と同一の構造を持ち、石英系光導波路
部を埋め込み型からリッジ型に代えている。それに伴い
オーバークラッド６２ａの厚みのみは、リッジ型光導波
路７８と同じ厚さにあるため、薄くなっている。既に述
べたようにリッジ型光導波路としての特性は埋め込み型
に対してわずかに劣るものの、それ以外の点では良好な
ハイブリッド光集積用実装基板として機能する。

【０１６０】（実施例１０）光素子搭載部３以外の構造
を図２０に示した実施例４と同一とし、光素子搭載部６
３から、図２７のようなＳｉテラスを用いた光素子搭載
部６８に変えたものをこの第１０の実施例とする（図示
しない）。実施例４に比較して、光導波機能、電気配線
機能の点で実施例４と同様に良好な特性を保ち、それに
加えて実施例６で説明したように、Ｓｉテラスを光素子
搭載の高さ基準面として用いることができ、また放熱の
点にも優れるという長所を持つ。

【０１６１】（実施例１１）図３４は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第１１の実施例を示す斜視図であ
る。

【０１６２】本実施例は、石英系光導波路部６０ａ，６
０ｂ以外の構造を図２５に示した実施例５と同一とし、
６０ａ，６０ｂの埋め込み型光導波路を、７８ａ，７８
ｂ，７８ｃのリッジ型光導波路に変えたものである。既
に述べたようにリッジ型光導波路は、埋め込み型光導波
路より光導波特性がわずかに劣るものの、本実施例１１
は、それ以外の高周波電気配線機能、光学ベンチ機能に
おいて、実施例５と同様に良好なハイブリッド集積用実
装基板として機能する。

【０１６３】（実施例１２）図３５は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第１２の実施例を示す斜視図であ
る。

【０１６４】本実施例は、石英系光導波路部６０ａ，６
０ｂ以外の構造を図２７に示した実施例６と同一とし、
図２７における６０ａ，６０ｂの埋め込み型光導波路
を、７８ａ，７８ｂ，７８ｃのリッジ型光導波路に変え
たものである。既に述べたようにリッジ型光導波路は、
埋め込み型光導波路より光導波特性がわずかに劣るもの
の、本実施例１２は、それ以外の高周波電気配線機能、
光学ベンチ機能において、実施例６と同様に良好なハイ
ブリッド光集積用実装基板として機能する。

【０１６５】以上述べたように、本実施例により低損失
光導波機能、高周波電気配線機能および高精度光学ベン
チ機能の３機能を同時に有するハイブリッド光集積用実
装基板の提供が可能になった。

【０１６６】（実施例１３）図３６は、本発明の光／電
子ハイブリッド光集積回路の第１３の実施例を示す断面
図である。１は比抵抗１００ΩｃｍのＳｉ基板である。
光導波部においては、基板表面に設けた凹部に石英系光
導波路２が形成されており、各層の厚さは、アンダーク
ラッド３０μｍ、コア６μｍ、オーバークラッド３０μ
ｍである。電気配線部のＳｉ凹部には、石英系光導波路
アンダークラッド層と同一材料からなる誘電体層５０が
形成されている。光素子用Ｓｉテラスと電子回路用テラ
ス３５との間の誘電体層５０の厚さは２０μｍであり、
この上に厚さ５μｍの導体パタン５１が形成されてい
る。光素子用Ｓｉテラス３０の上面および傾斜側面には
薄膜電極５２が形成されてあり、導体パタン５１と電気
的に接続している。光機能素子３７はこの薄膜電極５２
と電気的な接続を保ちつつ、Ｓｉテラス３０上にアップ
サイドダウンの状態で搭載されている。電子回路３８は
Ｓｉテラス３５上に素子面を下向きにして搭載されてあ
り、高さ５μｍの半田バンプ５３により導体パタン５１
と接続固定される。電子回路の右側の電気配線部におい
ては、石英系光導波路アンダークラッド層からなる誘電
体層５０上に（ポリイミドからなる）第２の誘電体層５
２０が積層してある。第２の誘電体層５２０の内部には
多層の導体パタン５１０が、またその表面には導体パタ
ン５１ｂが設けられている。

【０１６７】本実施例では、電気配線部の誘電体層を石
英系光導波路と同一材質からなる誘電体層５０と、その
一部に、ポリイミドからなる第２の誘電体層５２０を設
け、その内部に多層電気配線５１０を設けた。このよう
な構造とした結果、配線密度の低い光素子と電子回路間
は高速のコプレーナ配線で接続し、配線密度の高い電子
回路の配線には多層のマイウロストリップ配線を用いる
ことが可能となった。

【０１６８】また、本実施例ではコプレーナ配線領域、
マイクロストリップ配線領域、ともに第１層目の誘電体
層の光導波路のアンダークラッド層を用いて有る。この
結果、本実施例と同一目的を達成するための実施例２と
比較すると、実装基板の製作工程が簡略化できるという
効果もある。

【０１６９】（実施例１４）図３７は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第１４の実施例を示す断面図であ
る。本実施例における基板１はセラミック基板であり、
この上に光素子用Ｓｉテラス３０および電子回路用Ｓｉ
テラス３５が設けられている。光導波路４０は石英系光
導波路である。電気配線部の誘電体層５０はポリイミド
で形成されている。本実施例の特徴は、電気配線部の誘
電体層５０の表面および内部に導体パタン５１を設けた
のみではなく、セラミック基板１の内部にも電気配線５
３０を設けたことにある。

【０１７０】本実施例では、素子搭載部に熱伝導性に優
れるＳｉテラスを用い、光導波路として石英系光導波路
を用い、電気配線部には基板上に設けた誘電体層の内部
および表面に導体パタンを設けるとともに、多層電気配
線を設けることが容易なセラミック基板内部にも導体パ
タンを設けたのである。この結果、本実施例の実装基板
は高性能光導波路機能、Ｓｉ光学ベンチ機能、高周波電
気配線機能の３機能を併せ持つとともに、極めて高密度
な電気配線を形成することが可能となった。

【０１７１】なお本実施例のように、Ｓｉテラスをセラ
ミックのような異種材料からなる基板上に設けるには、
例えば、アノーディックボンディングの手法が利用でき
る。これは、あらかじめセラミック基板表面およびＳｉ
テラス裏面に薄いＳｉＯ₂ 膜を形成しておき、両者を加
圧昇温して接着する手法である。

【０１７２】（実施例１５）図３８は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第１５の実施例における光実装基板
を示す斜視図である。図中１はＳｉ基板であり、この基
板表面には凹凸構造が形成されている。光導波路部Ｉは
Ｓｉ基板凹部上に形成されており、６０Ｃは石英系光導
波路アンダークラッド層（厚さ５０μｍ）、６０ｂは石
英系光導波路コア部（６×６μｍ）であり、これは厚さ
３０μｍのオーバークラッド層６０ａに埋め込まれてい
る。光素子搭載部IIにおいては、Ｓｉ基板凸部が露出し
ており、これが光素子搭載時の高さ基準面３０となる。
高さ基準面３０は、導波路コア６０ｂに対応する位置を
中心として２分割されており、この周囲は石英系光導波
路下部クラッド層６０ｃにより埋められている。光素子
搭載部IIにおけるアンダークラッド層６０ｃの厚さは３
５μｍであり、その表面には、中心導体パタン５０およ
び接地導体パタン５１とで構成するコプレーナ構造の電
気配線層５００が形成されており、中心導体パタンの一
端、すなわち、２分割されている高さ基準面３０の間隙
の部分には半田パタン５２が形成されている。なお、石
英系光導波路のアンダークラッド層６０ｃの厚さ３５μ
ｍは、その表面に形成した電気配線がＳｉ基板の影響を
受けずに優れた高周波特性を発揮するのに十分な厚さで
ある。ここに、電気配線層５００および半田パタン５２
は、ともに厚さ５μｍである。なお、本実施例では、電
気配線層５００は金で形成し、また、半田パタン５２は
金−スズ合金で形成した。

【０１７３】図３９は、図３８のハイブリッド光集積基
板上に半導体光素子を搭載したときの状態を、図３８の
ＡＡ′における断面で示したものである。本実施例で
は、Ｓｉ凸部で構成される高さ基準面３０を２分割し
て、この間隙を石英系光導波路のアンダークラッド層６
０ｃで埋めて、かつ、その表面に電気配線としての中心
導体５０ならびに半田パタン５０１を形成したので、半
導体光素子４を搭載するにあたり、半導体光素子の電極
パッド３７ａとの接続部を含めて、すべての電気配線層
を十分な厚さの石英系光導波路のアンダークラッド層６
０ｃの表面に形成することが可能となった。このため
に、Ｓｉ基板の抵抗率の低さおよび誘電率の高さが及ぼ
す電気配線への影響が無視できるようになった。石英系
光導波層は抵抗率および誘電率の観点から電気配線基板
としてＳｉ基板より優れているので、本実施例の電気配
線では優れた高周波特性が実現できる。

【０１７４】また、Ｓｉ基板１の高さ基準面としての凸
部表面３０から光導波路コア６０ｂの中心までの高さ
は、半導体光素子３７の活性層３７ｂから素子表面まで
の高さと等しく設定した。このため、光半導体素子３７
の搭載にあたっては、半導体素子をアップサイドダウン
の状態でＳｉ基板１の凸部の高さ基準面３０上に搭載す
るだけで、石英系光導波路コア部６０ｂの高さと半導体
光素子の活性層３７ｂの高さを一致させることが可能と
なった。これと同時にＳｉ基板１の凸部は半導体光素子
のヒートシンクとしても機能する。なお、上記の光素子
搭載部は不要部分の石英系光導波路層をエッチングによ
り除去することにより形成するが、この際、Ｓｉ基板は
エッチングストップ層として機能する。したがって、位
置決め高さ基準面３０の高さは極めて精度良く決定でき
ることを強調しておく。

【０１７５】このハイブリッド光集積回路の光導波路の
伝搬損失は０．１ｄＢ／ｃｍ以下であった。また、半導
体光素子と石英系光導波路の位置決め精度は１μｍ程度
であり、半導体光素子は１０ＧＨｚでの高速変調時でも
良好な特性を示した。

【０１７６】以上述べたように、本実施例は低損失光導
波路機能、光学ベンチ機能ならびに高周波電気配線機能
の３つを併せ持つものである。

【０１７７】（実施例１６）図４０は本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第１６の実施例における光実装基板を
示す斜視図である。本実施例の実施例１５との相違点
は、光素子搭載部IIにおいて、半導体光素子の面内方向
位置決め用ガイド７９を設けたことにあり、他の構成は
実施例１５と同様である。この実施例では、ガイド７９
は光導波路６０と同様の材質、すなわち、石英系ガラス
で形成した。

【０１７８】図４１は、図４０の基板１上に半導体光素
子３７を搭載した時の状態を図４０のＢＢ′における断
面で示したものである。基板１上に設けたガイド７９
は、高さ５μｍであり、これに対応して、半導体光素子
３７には深さ６μｍの位置決め溝８０が設けられてい
る。したがって、半導体光素子３７をアップサイドダウ
ンの状態で、位置決め溝８０と基板１上のガイド７９と
が接触し、かつ、光素子上面がＳｉ凸部表面３０と接触
するようにして素子搭載部に搭載するだけで、一切の調
芯作業を行わないで、光導波路と光半導体素子との位置
合わせが完了できた。

【０１７９】（実施例１７）図４２は本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第１７の実施例における光実装基板を
示す斜視図である。本実施例の実施例１５および１６と
の違いは、光素子搭載部IIの上に、サブキャリア６７に
保持された光素子３７を搭載した点にあり、他の構成要
素は基本的には実施例１または２と同様である。

【０１８０】図４２において、光素子搭載部IIの電気配
線層５００の中心導体パタン５０上に光素子活性層用の
半田パタン５２が形成され、接地導体パタン５１上には
サブキャリア用の半田パタン５３が形成されている。こ
の基板１上にサブキャリア６７に保持された光素子を搭
載したときの状態を図４３に示す。図４３は、図４２の
ＣＣ′断面で示したものである。図４３において、サブ
キャリア６７はＳｉ基板１と同一材料で形成されてお
り、その凹部６７ａには光素子３７が保持されている。
凹部６７ａの表面には導電層が形成されており、光素子
３７の裏面と導通がとれるようになっている。サブキャ
リア６７の凸部表面６ｂは、光素子３７の表面（図４３
において下面）と面一となるか、または、光素子３７の
表面の高さより低く設定されている。

【０１８１】したがって、このサブキャリア６７をハイ
ブリッド光集積基板の素子搭載部に搭載すると、光素子
３７表面とＳｉ凸部３０とを接触させて高さ調整が完了
する。光素子３７の活性層３７ｂ側の電極３７ａは、基
板上の中心導体パタン５０と、半田パタン５２を介して
電気的に接続される。

【０１８２】なお、この実施例においては、光素子３７
の電極３７ａおよび半田パタン５２の位置を、光素子活
性層３７ｂの直下から側方にずらして設けてある。光素
子固定に伴う応力が、直接活性層に働くことを防止する
ためである。また、光素子裏面側の電極（図示しない）
は、サブキャリア６７の凹部６７ａの表面に形成された
導電層６０を通り、半田パタン５３を介して、基板上の
接地導体パタン５１と接続される。さらに、サブキャリ
ア６７の表面とＳｉ凸部３０とは、熱伝導材料８１を介
して熱的に接続され、基板への光素子３７の搭載が完了
する。

【０１８３】本実施例は、上記の構成になっているため
に、サブキャリア６７を通して光素子裏面側電極を活性
層側電極と同一表面から取り出せるので、ワイヤレスで
の光素子表面実装が可能となる。このために、本発明の
基板構造と組み合わせることにより、優れた高周波特性
を発揮することが可能となる。さらに、光素子のヒート
シンクとして、光素子表面からＳｉ基板１の凸部へ直接
放熱する経路とともに、光素子裏面からサブキャリアを
通して、Ｓｉ基板１の凸部へ放熱する経路が形成される
ので、放熱の観点からも優れた活性を示す。

【０１８４】（実施例１８）図４４（Ａ）および図４４
（Ｂ）は、本発明の光／電子ハイブリッド集積回路の第
１８の実施例を示す図であって、図４４（Ａ）は斜視図
であり、図４４（Ｂ）は図４４（Ａ）におけるＢＢ′線
に沿う断面図である。本実施例は、実施例１７と違い、
光機能素子を保持するサブキャリア６７とＳｉテラス３
０との接続部の構造にある。すなわち、光機能素子３７
の活性層側表面電極３７ａは、誘電体層５０上に設けた
導体パタン５１ａと導電性接合材である半田バンプ５３
ａを介して接続固定される。一方、素子裏面側電極はサ
ブキャリア６７表面の導体パタンを経て、Ｓｉテラス３
０上に設けた薄膜電極５２と、この電極５２上に設けた
半田バンプ５３ｂを介して接続固定される。

【０１８５】先の実施例１７ではサブキャリア６７をＳ
ｉテラス３０に固定するにあたり、サブキャリア６７が
接続する導体パタン５１が誘電体層６０ｃ上に設けられ
ていた。このために、素子の放熱効果を高めるためにサ
ブキャリア６７とＳｉテラス３０との間に熱伝導材料を
塗布することが必要となり、その結果光素子の実装工程
が複雑になると言う問題があった。これに対して、本実
施例では、サブキャリア６７はＳｉテラス３０上に半田
バンプ５３ｂを介して固定されるので、半田バンプ５３
ｂを熱伝導材料と兼ねることができる。このために、実
装工程を簡略できるという利点が生まれる。

【０１８６】（実施例１９）図４５（Ａ）および図４５
（Ｂ）は、本発明の光／電子ハイブリッド集積回路の第
１９の実施例を示す図であって、図４５（Ａ）は斜視図
であり、図４５（Ｂ）は図４５（Ａ）におけるＢＢ′線
に沿う断面図である。本実施例は実施例１８と違い、実
装基板１に光機能素子３７の面内方位置決めのためのガ
イドを設けたこと、光機能素子を保持したサブキャリア
において、サブキャリア６７の外側面６７ｃから活性層
３７ｂまでの距離を、実装基板１上のガイド内壁６０ｄ
から光導波路コア中心までの距離Ｄと等しく設定したこ
とにある。このようにすると、サブキャリアを用いつ
つ、かつ、アライメントフリーでの光素子ハイブリッド
集積が可能となる。

【０１８７】なお、サブキャリア６７の外側面６７ｃか
ら光機能素子３７の活性層３７ｂまでの距離を所望の値
Ｄに設定するには、例えば、図４６のようにして光機能
素子をサブキャリアに固定すればよい。すなわち、９０
ａは素子固定治具であり、この表面には所望位置にサブ
キャリアを設置するためのガイド９０ｂと、光機能素子
を所望位置に設置するためのマーカー９１が設けてあ
る。したがって、はじめに光素子３７の活性層側表面に
形成されたマーカー４１を、活性層側表面を下向きにし
た状態で、治具９０ａ上のマーカー９１に一致させて光
素子３７を治具９０ａ上に載せた後、サブキャリア外側
面６７ｃを治具９０ａ上のガイド９０ｂに突き当てた状
態で、光機能素子３７をサブキャリア６７に固定すれば
よい。

【０１８８】光素子に設けた位置決め基準面と実装基板
上のガイド面とを直接突き当てる素子搭載法において
は、光素子側面とガイド面との接触時に、光素子に格子
欠陥が発生する場合があり光素子の信頼性の観点からは
問題があった。これに対して本実施例では、サブキャリ
ア６７の外側面６７ｃを位置決め用のガイド９０ｂに突
き当てて搭載するようにしたので、光機能素子側面とガ
イドとを接触させることなく、アライメントフリー素子
搭載を実現できるようになった。このために、ガイド構
造を用いた素子搭載においても、素子の信頼性を低下さ
せずに実装することが可能となった。

【０１８９】（実施例２０）図４７は本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第２０の実施例における光実装基板を
示す斜視図である。この実施例の特徴は、光素子搭載部
IIにおいて、Ｓｉ基板１の凹部とアンダークラッド層６
０ｃとの間に、接地導体層５１ａを埋め込んだ構造を有
する点にあり、他の構成要素は実施例１５ないし１７と
ほぼ同様である。このような構造とした結果、光素子搭
載部IIにおいては、アンダークラッド層６０ｃ、その表
面に設けた電気配線５０および埋め込み接地導体５１ａ
とがマイクロストリップ線路を構成することになり、優
れた高周波特性を得ることが可能となる。マイクロスト
リップ線路とすることにより、実施例１５ないし１７の
ようなコプレーナ線路と比較して、電気配線密度を高く
することが容易となる。

【０１９０】図４８は、図４７に示したハイブリッド光
集積基板上にＬＤアレイ３７を搭載した時の状態を、図
４７のＤＤ′に沿う断面図で示したものである。電気配
線部５００は光素子との電極接続部を含めて、Ｓｉ基板
１の凹部に形成されている。また、Ｓｉ基板１の凸部表
面は、ＬＤアレイ４の高さ基準面になると同時に、ヒー
トシンクとしての機能も果たすのである。

【０１９１】このように、本実施例においても、低損失
機能、高周波電気配線機能および光学ベンチ機能の３機
能を同時に発揮することが可能となった。

【０１９２】（実施例２１）図４９は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第２１の実施例における光実装基板
を示す斜視図であり、光素子の長さが長くなった場合の
構成例を示している。光素子３７は長さ１５ｍｍのＬｉ
ＮｂＯ₃ （ＬＮ）導波路である。本実施例では、他の実
施例と同様にＳｉ基板上の石英系光導波路で形成されて
いる。光素子長が本実施例のように長くなると、基板お
よび光素子の長手方向の反りが無視できなくなる。本実
施例においては、図５０に示すように基板およびＬＮチ
ップに反りがあってもＳｉ凸部表面３０が良好な高さ基
準面として機能するように、Ｓｉ凸部を４分割し、それ
ぞれを光導波路の直近に設けた。また、電気配線５００
は４分割されたＳｉ凸部の間の領域に形成した石英系光
導波路アンダークラッド層６０ｃの表面に、コプレーナ
線路として形成した。

【０１９３】この結果、図５０に示したように、基板お
よびＬＮ導波路に無視しえない程度の反りが存在する場
合であっても、Ｓｉ凸部が高さ基準面として機能するの
である。また、他の実施例と同様に電気配線部が優れた
高周波特性を示すことはいうまでもない。

【０１９４】以上、本発明のハイブリッド光集積基板の
構成をＳｉ基板上に形成した石英系光導波路の場合を例
に挙げて説明してきたが、本発明はこれ以外の材料系に
も適用できることはいうまでもない。光導波路中に素子
搭載部を形成するためのエッチングに用いるエッチャン
トに対して、光導波路の基板のエッチング速度に十分な
差があり、基板がエッチングストップ層として機能する
ような基板と誘電体光導波路との組み合わせを用いれ
ば、本発明を実現することができる。このような基板と
誘電体光導波路との組み合わせを用いれば、基板凸部が
高精度な高さ基準面としての機能を果たす。また、電気
配線の高周波特性の観点からは、基板材料よりも誘電率
の低い材料からなる光導波路を用いることが望ましい。

【０１９５】このような基板と誘電体光導波路との組み
合わせは、石英系光導波路／Ｓｉ基板以外にも、石英系
光導波路／アルミナセラミック基板，石英系光導波路／
窒化アルミナセラミック基板、あるいは、これらの光導
波路として石英系光導波路の代わりにポリイミド光導波
路等の高分子系誘電体光導波路とした系が例示される。
ただし、アルミナセラミックのような熱伝導率の悪い基
板を用いた場合には、光素子のヒートシンクを実施例２
０（図４６）のように、別基板に取ることが必要とな
る。

【０１９６】また、上記の各実施例では光素子を搭載し
た例を示したが、これとともに光素子駆動用電子回路、
さらには、信号処理用電子回路を集積することも、もち
ろん可能である。

【０１９７】（実施例２２）図５１は本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第２２の実施例における光実装基板の
構成を示す斜視図である。図５１において符号１は基
板、１ａは基板凹部、３０は基板凸部である。また、符
号９２は誘電体光導波路であり、９２ａは信号用光導波
路、９２ｂはモニタ用光導波路、９３および９３ａはク
ラッド層である。９５は光素子搭載部の電気配線面、９
５ａおよび９５ｂは電気配線層としての中心導体および
設置導体、９６は固定材である。基板凸部３０の表面
は、光素子搭載部の高さ基準面として機能する。さら
に、この表面にはモニタ用の薄膜電極９７が設けられて
いる。

【０１９８】図５１に示した光実装基板では、基板１と
してシリコン基板を、光導波回路９２として石英系光導
波路を用いている。シリコン基板には段差４０μｍの凹
凸が設けられている。その凹部には厚さ４２μｍの石英
系ガラスからなるアンダークラッド層が設けられ、その
上にコア寸法６μｍ×６μｍ、比屈折率差Δ＝０．７５
％の信号用光導波路９２ａおよびモニタ用光導波路９２
ｂが形成されている。シリコン基板１の凸部表面と導波
路コア中心間の距離は、後述する光機能素子１００の寸
法に合わせて、５μｍに設定した。モニタ用光導波路９
２ｂの端部はシリコン基板１の凸部からなる高さ基準面
に対応する位置に配置され、信号用光導波路９２ａの端
部は電気配線面９５に対応した位置に配置されている。
高さ基準面３０には厚さ０．５μｍの薄膜金電極が形成
されている。高さ基準面であるシリコン基板１の凸部表
面と電気配線面９５との間には１０μｍの段差があり、
電気配線面９５の下部には厚さ３０μｍの石英系光導波
路のアンダークラッド層９３ａが設けられている。電気
配線９５ａおよび９５ｂは厚さ４μｍの金メッキパタン
であり、その端部に固定材９６として厚さ４μｍの半田
バンプが形成されている。

【０１９９】上記のような構成の光実装基板上の光素子
搭載部に所望の光機能素子を搭載することにより、図５
２に示すようなハイブリッド光集積回路を形成できる。
本実施例における光機能素子１００は半導体レーザであ
り、信号ポート１００ａとモニタポート１００ｂとを有
するものである。この各ポートの配列順序およびそのピ
ッチは、光導波回路の光導波路９２ａおよび９２ｂの入
出力端ピッチに対応している。光機能素子１００をアッ
プサイドダウン形態で光素子搭載部に搭載すれば、光機
能素子のモニタポート１００ｂはシリコン基板１の凸部
の高さ基準面３０上に配置され、信号ポート１００ａは
電気配線面上に配置される。

【０２００】図５３は、図５２におけるIII-III ′線に
沿う断面図である。半導体レーザ１００の活性層１００
ａおよび１００ｂは素子表面から４．５μｍの位置にあ
る。一方、ハイブリッド光集積基板においては、高さ基
準面（シリコン凸部）上の薄膜電極９７表面から光導波
路コア中心までの距離が４．５μｍに製作されている。
従って、図のように半導体レーザを高さ基準面上に搭載
しただけで、光導波路と半導体レーザとの高さ方向の位
置合わせを完了することができる。

【０２０１】ところで、面内方向の位置合わせを行うた
めには、半導体レーザと光導波路との光結合効率をモニ
タしながら行う必要がある。半導体レーザの光信号ポー
ト１００ａ下の表面電極１００ｃは、図５３のように基
板１上の電気配線９５ａおよび半田バンプ９６と接触し
ないため、光信号ポート１００ａを利用した調心はでき
ない。

【０２０２】しかし、本実施例ではハイブリッド光集積
回路および光機能素子にモニタ用光導波路１００ａおよ
びモニタポート１００ｂを設け、かつ、モニタポート１
００ｂ下の表面電極を高さ基準面３０上の薄膜電極９７
に接触させていることから、モニタポートを用いた調心
が可能となる。

【０２０３】このような調心にあたっては、半導体レー
ザを受光素子として機能させて行うことができる。すな
わち、モニタ用光導波路にモニタ光を伝搬させ、このモ
ニタ光に対するモニタポートの受光電流をモニタして、
これが最大になる位置を見い出した。

【０２０４】なお、アクティブアライメントとして、Ｌ
Ｄ１００を発光させて、モニタ用光導波路からの光出力
が最大となる位置を見い出す方法を採用することも可能
である。

【０２０５】次に、図５４に示すように、調心完了後、
加熱して半田バンプ９６をリフローすることにより、半
田バンプと半導体レーザの信号ポート上面電極１００ｃ
とが接触するので半導体レーザおよびハイブリッド光集
積基板間の電気的接続および素子固定を実現することが
できる。この際、半田と光機能素子との接触位置を、そ
のポート（活性層）直下から若干横にずらして設定する
ことにより、半田の硬化収縮に伴う応力が直接光機能素
子の光信号ポートに働くことを防止することができる。

【０２０６】このハイブリッド光集積回路における位置
ずれによる過剰結合損失は０．５ｄＢ以下であった。こ
のことは、本実施例のハイブリッド光集積回路において
１μｍ以内の精度でＬＤの表面実装を実現できることを
示している。これは、第１に高さ基準面としてシリコン
凸部表面を用いたこと、第２に面内方向に位置合わせに
アクティブアライメントが可能となったことにより可能
となるものである。

【０２０７】以上述べたように、本実施例においては、
光機能素子を機能させながら面内方向の調心を行う「ア
クティブアライメント」を行い、かつ、半田バンプによ
る光素子固定を実施することができる。このために、従
来のパッシブアライメントによる素子搭載と比較して、
より高精度での光素子ハイブリッド集積を実現できると
共に、従来のアクティブアライメントで問題となった薄
膜半田を用いたことによる固定強度の低下および光機能
素子への大きな応力発生といった問題を解決することが
できる。

【０２０８】さらに、本実施例では基板として熱伝導性
に優れたシリコン基板を使用し、その表面に凹凸を設け
て、その凸部を光機能素子搭載の高さ基準面として用い
ている。このような構造とすることにより、光機能素子
の発熱をシリコン凸部を通して基板に効率よく逃がすこ
とができるという効果が生じる。

【０２０９】また、本実施例では、光素子搭載部の電気
配線面は、十分な厚さの石英系光導波路クラッド層上に
設けてある。このような構造とすることにより、高周波
特性に優れたハイブリッド光集積回路が実現できる。す
なわち、図１のような従来技術においては、電気配線は
シリコン基板上に直接、または、厚さ０．５μｍ程度の
極めて薄い酸化膜上に形成するのが一般的であった。し
かしながら、このような従来構成では、半導体であるシ
リコン基板の影響を受けて、電気配線部の高周波特性が
著しく劣化するという問題があった。この問題を、本実
施例ではシリコン基板と電気配線面との間に、十分な厚
さの誘電体層を配置することにより解決したのである。
実際、本実施例のハイブリッド光集積回路における電気
配線部は、概ね１０ＧＨｚに及ぶ帯域を有することを確
認した。

【０２１０】（実施例２３）図５５は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第２３の実施例における光実装基板
の構成を示す概略斜視図である。本実施例の特徴は、実
施例２２と異なり、光機能素子用の高さ基準面３０とは
別に、光素子搭載部となるシリコン基板１上に凸部を設
け、そのシリコン凸部上に電子回路搭載面９８を設け、
さらに、電気配線面９５上に光機能素子用の電気配線の
みならず電子回路への電気配線も併せて設けた点にあ
る。その他の構成要素は実施例２２と同様であるので、
同一符号を符し、その説明を省略する。

【０２１１】このようにしても、実施例２２で発揮され
た効果と同様な効果を発揮でき、これに加えて、電子回
路搭載面９８としてもシリコン基板凸部を利用している
ので、この上に搭載する電子回路の放熱を効果的に行う
ことが可能となる。すなわち、本発明のハイブリッド光
集積回路に用いられる光実装基板は光／電気ハイブリッ
ド実装基板として機能を発揮するのである。

【０２１２】（実施例２４）先の実施例２２では、基板
として凹凸部を有するシリコン基板を、また誘電体光導
波路として石英系光導波路を用いた例を示したが、本発
明の目的でもあるアクティブアライメントによる光機能
素子位置合わせと、半田バンプ等の厚膜半田による素子
固定とを両立させるためには、この材料系以外の組み合
わせも勿論可能である。以下に、それらの組み合わせ例
を例示する。

【０２１３】第１に、実施例２２における光導波路は、
石英系光導波路に限定されるものではないことは言うま
でもない。例えば、ポリイミド導波路等の高分子系光導
波路を用いたとしても、実施例２２で発揮された効果の
全てを実現できる。

【０２１４】第２に、実施例２２における基板には、シ
リコン基板以外のものをも適用できる。例えば、電子回
路の実装基板として実績のあるアルミナ基板等のセラミ
ック基板の表面に凹凸を設けたものを用いてもよい。ま
た、この場合の光導波路についても、石英系光導波路、
高分子系導波路等、各種材料系を用いることができる。
このように基板として、アルミナ基板を用いた場合に
は、放熱効果の点では実施例２２に及ばないものの、他
の機能は概ね実施例２２と同等の効果を発揮できる。特
に、電気配線の高周波特性およびその配線規模の拡張性
に関しては、実施例２２より優れる場合もある。

【０２１５】第３に、実施例２２では、表面に凹凸を形
成した基板を使用したが、これに代わり表面が平坦基板
を用いることも勿論可能である。図５６は、この形態の
一例として、基板が表面平坦なアルミナ基板、光導波路
として石英系光導波路を用いた場合の基板構造を示す斜
視図である。光素子搭載部の高さ基準面３０を光導波路
クラッド層で形成すればよい。

【０２１６】この場合には、高さ基準面３０と光導波路
コア９２ａおよび９２ｂの中心との間の高さの決定精度
が、実施例２２より低下する場合がある。また、基板と
してセラミック基板を使用した場合には、放熱効果も低
下する。

【０２１７】しかし、本実施例においても、上述した本
発明の目的でもあるアクティブアライメントおよび厚膜
半田固定の両者を同時に実現できる。また、この表面平
坦化基板としてシリコン基板を用いることは勿論可能で
ある。また、基板として、石英基板を用いることも可能
である。

【０２１８】第４に、実施例２２では、光導波路コアが
十分な厚さのクラッド層中は埋め込まれた「埋込構造光
導波路」の例を示したが、光導波路の形態はこれに限定
されるものではない。例えば、従来技術を図４に示した
ような、コアがむきだし、または、薄いクラッド層で覆
っただけの「リッジ型光導波路」に対しても適用でき
る。

【０２１９】第５に、光導波路としては上記誘電体材料
以外の材料を用いても、本発明の主目的を実現できる。
このような材料としては、例えば、シリコン導波路を例
示できる。

【０２２０】さらに、先の実施例２２等では、光機能素
子の光信号ポートと光導波回路上の電気配線間の電気接
続および固定を実現するために、固定材９６として半田
バンプを用いていたが、この他にも導電性接着剤や導電
性ゴム等の素材を用いることも可能である。この場合に
も、実施例２２と同様に、素子搭載に伴う応力が光信号
ポートに加わることを抑制できる。

【０２２１】（実施例２５）図５７は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第２５の実施例を示す平面図であ
り、図５８は、図５７に示した要部を拡大した概略斜視
図である。この光導波回路の信号用光導波路９２ａは、
入出力導波路部Ｉ／Ｏ、周回導波路部Ｒ、および、両者
の導波路間の光結合を行う方向性結合部Ｃとから構成さ
れ、全体として「リング共振回路」を構成している。こ
の周回導波路部Ｒの途中には、光機能素子１００として
半導体光アンプが搭載されており、この素子の信号ポー
ト１００ａと信号用光導波路とが光結合している。この
ハイブリッド光集積回路は、全体として、「リングレー
ザ」として機能する。

【０２２２】本実施例の「リング共振回路」にはシャー
プな光周波数選択性があるので、信号用光導波路と信号
ポートを使用してアクティブアライメントにより半導体
光アンプ１００を光導波路中に集積しようとすると、使
用できるモニタ光の光周波数が制限される。モニタ光の
光周波数の制限を大幅に緩和するために、本実施例で
は、光導波回路および半導体光アンプ中に、それぞれ、
モニタ用光導波路９２ｂおよびモニタポート１００ｂを
設け、これらを用いて調心するようにしてある。すなわ
ち、光導波回路の周回導波路Ｒの外側にモニタ用光導波
路９２ｂを配置し、半導体アンプの信号ポート１００ａ
に並べてモニタポート１００ｂを配置した。従って、半
導体アンプの搭載にあたっては、波長選択性のないモニ
タ用光導波路を使用できるので、モニタ光の光周波数に
対する制約条件が大幅に緩和されるのである。

【０２２３】また特に、光導波回路の光素子搭載部構造
を図５８に示したように、高さ基準面３０とそれより高
さの低い電気配線面９５の２層構成とすれば、実施例２
２で詳述したのと同様に、厚膜半田または導電性接着剤
を用いた低応力素子固定が可能となる。

【０２２４】（実施例２６）図５９は、本発明のハイブ
リッド集積回路の第２６の実施例の構成を示す平面図で
ある。本実施例の特徴は、光導波回路中に複数の光機能
素子を縦列して搭載した点にある。図５９において符号
１００は第１の光機能素子としてのＬＤアレイであり、
１０１は第２の光機能素子としての半導体変調器アレイ
である。マッハーツェンダ干渉回路タイプの強度変調回
路がアレイ化された構成である。この光導波回路は、Ｌ
Ｄアレイ１００から出力した光信号が第１の信号用光導
波路アレイ２２０ａを伝搬し、変調器アレイ１０１で変
調されて、第２の信号用光導波路アレイ２２１ａを通っ
て基板端面にまで伝搬される構成となっている。

【０２２５】このハイブリッド光集積回路は、ＬＤから
の光出力を変調器アレイで変調する「外部変調器付きＬ
Ｄアレイモジュール」として機能する。 このような構
成においては、第２の光機能素子１０１を搭載するため
に信号用光導波路は分断されており、この導波路を用い
てのアクティブアライメントは困難である。また、変調
器アレイ１０１の信号ポートも、無通電時には光が透過
しない設計である場合には、信号用光導波路２２１ａを
用いての調心は難しい。

【０２２６】そこで、本実施例においては、光導波回路
上に第１の光機能素子１００と光導波回路基板端部とを
結ぶモニタ用光導波路２２０ｂ、および、第２の光機能
素子１０１と基板端部を結ぶモニタ用光導波路２２１ｂ
の２系統のモニタ光導波路が設けられている。

【０２２７】一方、ＬＤ１００にはモニタポート１００
ｂが設けられており、このポート１００ｂは信号ポート
１００ａと同様に半導体レーザとして機能する。半導体
レーザとして機能するポートは、受光素子として機能さ
せることも可能である。変調器アレイ１０１にはモニタ
ポート１０１ｂが設けられており、このポート１０１ｂ
は受光素子として機能する。

【０２２８】なお、本実施例では、その光素子搭載部を
実施例２２と同様の構造とした。

【０２２９】図６０（Ａ）および図６０（Ｂ）は図５９
に示した回路の断面図であって、図６０（Ａ）はＬＤ搭
載形態を示すＸａ−Ｘａ′線に沿う断面図であり、図６
０（Ｂ）は、変調アレイ搭載形態を示すＸｂ−Ｘｂ′線
に沿う断面図である。

【０２３０】このような構成とすることにより、モニタ
用光導波路２２０ｂにモニタ光を入射し、この受光電流
をモニタすることによりＬＤ１００のアクティブアライ
メントが可能となる。全く同様に、モニタ用光導波路２
２１ｂを用いて、変調器アレイ１０１のアライメントを
実現できる。

【０２３１】なお、本実施例におけるモニタ用光導波路
の配置は、光機能素子のモニタポートが受光機能を持つ
ことを前提としているので、その適用対象は半導体光素
子に限られる。

【０２３２】（実施例２７）図６１は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第２７の実施例の構成を示す平面図
である。本実施例の特徴は、図５９に示した実施例２６
と異なり、第２の光機能素子すなわち変調器アレイ１０
１に対するモニタ用光導波路２２１ｂを、第１の光機能
素子すなわちＬＤ１００と変調器アレイ１０１との間を
相互に接続するように設けた点にある。他の構成要素は
実施例２６と同一であるので、同一符号を符し、その説
明を省略する。すなわち、変調器１０１に対するモニタ
用光導波路２２１ｂは、ＬＤ１００の直前で、モニタ用
光導波路２２０ｂと合流してＬＤ１００のモニタポート
１００ｂと接続されている。

【０２３３】このような構成とした場合には、以下の手
順での光素子搭載が可能となる。すなわち、はじめにモ
ニタ用光導波路２２０ｂを用いてＬＤのアクティブアラ
イメントを実施する。この際には、ＬＤを発光させても
よいし、また、受光機能を利用して行ってもよい。ＬＤ
搭載完了後に、今度は、モニタ用光導波路２２１ｂを用
いて、変調器アレイ１０１のアライメントを実施する。
この際には、ＬＤのモニタポート１００ｂを発光させた
状態で、モニタポート１０１を受光素子として機能さ
せ、その受光電流をモニタすればよい。

【０２３４】この方法の特徴は、第１の光機能素子のア
ライメント時にはモニタ用光導波路に光ファイバを接続
し、モニタ光を入力または出力する必要があったが、光
機能素子相互を接続するモニタ用光導波路を設けたの
で、第２の光機能素子アライメントに際しては、ファイ
バ接続が不要となり、アライメント工程を簡略化できる
ことにある。

【０２３５】（実施例２８）図６２は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第２８の実施例の平面図である。図
６３（Ａ）および図６３（Ｂ）は、図６２に示した回路
上に固定すべき光機能素子のアライメント方法を説明す
るための平面図であって、図６３（Ａ）はＬＤアレイの
調心固定を示し、図６３（Ｂ）は、変調器アレイの調心
固定を示す。

【０２３６】本実施例の特徴は、実施例２７と異なり、
変調器１０１に対するモニタ用光導波路として、ＬＤと
接続する導波路に加えて、光導波回路基板端部に接続す
る導波路を併せて設けた点にある。

【０２３７】このような配置とすることにより、変調器
１０１に対するアライメントをモニタする手段が増加
し、この結果、半導体素子以外の材料からなる光機能素
子に対してもアライメントが可能となる。以下に、この
構成でのアライメント手順を述べる。

【０２３８】このような構成の光集積回路のアライメン
トを図６３（Ａ）および図６３（Ｂ）を参照しながら説
明する。はじめに、モニタ用光導波路２２０ｂにモニタ
光を伝搬させて、ＬＤアレイ１００のモニタポート１０
０ｂとの光結合をモニタしながら、信号用光導波路２２
０ａと光信号ポート１００ａとのアライメントを行い、
ＬＤアレイ１００を固定する。続いて、モニタ用光導波
路２２１ｂとモニタポート１０１ｂとを用いて変調器ア
レイ１０１の調心固定を実施すればよい。この際のモニ
タ法としては、モニタポート１０１ｂをパッシブ導波路
として用い、モニタ用光導波路２２１ｂに入射したモニ
タ光をモニタポート１０１ｂに伝搬させ、最終的にＬＤ
１００のモニタポート１００ｂに入射させる。このと
き、ＬＤ１００のモニタポート１００ｂを受光素子とし
て機能させて、この受光電流が最大となる場所を見出せ
ばよい。また、光の伝搬方向をこの逆にして、ＬＤのモ
ニタポート１００ｂを発光させ、このときのモニタ用導
波路２２１ｂからの出力光をモニタしてもよい。

【０２３９】この方法によれば、変調器アレイのモニタ
ポートをパッシブ導波路として用いているので、本実施
例のように光機能素子１０１が半導体材料で形成された
場合は勿論のこと、半導体以外の光素子、例えばＬｉＮ
ｂＯ₃ 等の誘電体電気光学結晶、あるいは磁気光学結晶
等を用いた場合であっても適用できる。

【０２４０】以上述べたように、本実施例においては、
複数の光機能素子をハイブリッド集積するにあたり、各
素子毎に対応するようにモニタ光導波路を設けたので、
光導波回路中に縦列に複数の素子を搭載することが可能
である。

【０２４１】（実施例２９）図６４は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第２９の実施例を示す平面図であ
る。本実施例では、光導波回路のモニタ用導波路または
光機能素子のモニタポートとして、幅の異なる複数のモ
ニタ用導波路９２ｂ，９２ｃまたはモニタポート１００
ｂ，１００ｃを設けた点に特徴がある。

【０２４２】図６４に示すように、光機能素子のモニタ
ポート１００ｂおよび１００ｃを共に同一幅で形成する
一方、光導波回路のモニタ用光導波路２２ｂの幅を信号
用光導波路９２ａと同一に設定し、モニタ用光導波路９
２ｃについては、９２ｂより導波路幅を広くしてある。

【０２４３】このような構造とすることにより、モニタ
用光導波路９２ｃとモニタポート１００ｃとを用いて調
心の粗調整をしたのち、モニタ用光導波路９２ｂとモニ
タポート１００ｂとを用いて微調整を行うことが可能と
なる。このような２段階調心により、アクティブアライ
メントに要する時間の短縮化を図ることが可能となる。

【０２４４】（実施例３０）図６５は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第３０の実施例を示す平面図であ
る。本実施例の特徴は、先の実施例２９とは逆に、光機
能素子のモニタポート１００ｂを信号ポートと同一幅と
して、モニタポート１００ｃを信号ポートより広く設定
した点にある。

【０２４５】このような構成としても、実施例２９と同
様に、粗調整→微調整の２段階調心によりアクティブア
ライメントに要する時間の短縮化を図ることが可能とな
る。

【０２４６】（実施例３１）図６６および図６７は、本
発明のハイブリッド光集積回路に搭載可能な光サブモジ
ュールの第１の実施例の構成を示し、図６６は本実施例
の光サブモジュールの構成要素である光素子３０１およ
びキャリア３０２の構造を示す斜視図であり、図６７は
図６６のＡＡ′線に沿う断面図である。光素子３０１は
アレイ状半導体光アンプであり、３１１はその活性層で
あり、この活性層３１１は４００μｍ間隔で４アレイが
形成されており、これら活性層３１１はそれぞれ光素子
表面３１２から６μｍ離れている。光素子表面３１２に
は、各活性層３１１に対応する活性層側電極３１３ａが
形成され、光素子表面３１２の反対側の裏面には、アー
ス側電極３１３ｂが形成されている。３１４はそれぞれ
光素子高さ基準面であり、図６７に示すように活性層３
１１から３μｍ裏面側に下がった位置、すなわち、光素
子表面３１２より９μｍ低い位置に設けられている。３
１５は光素子横方向基準面であり、光素子表面３１２お
よび光素子高さ基準面３１４に直交して形成されてい
る。この基準面３１５の位置は４本の活性層３１１のう
ち外側の活性層３１１両端より、それぞれ４００μｍ離
れている。本実施例では、光素子横方向基準面１５を左
右両側に設けたが、片側だけでも充分その機能を達成で
きる。

【０２４７】キャリア３０２は、図６６に示すようにＳ
ｉ基板の表面に３段の段差を設けて形成されている。キ
ャリア凸部３２１は、光素子３０１の光素子高さ基準面
３１４を接触固定するための「光素子保持面３２１ａ」
であり、同時に、実装基板に搭載する場合の基準面であ
る「キャリア高さ基準面３２１ｂ」を兼ねている。すな
わち、一般の場合には、「光素子保持面」と「キャリア
高さ基準面」は高さの異なる面として別個に形成する
が、本実施例では、同一面となっている。キャリア凸部
３２１で囲まれた領域３２５はキャリア凸部２１から１
５μｍの段差を設けて形成されている。この領域３２５
の表面には厚さ２μｍの金からなるキャリア電気配線３
２４が形成されている。この先端部には半田パタン３２
６が設けられている。この領域３２５は、光素子３０１
の活性層側電極３１３ａの電極取り出し部の機能を果た
す。周辺領域３２３はキャリア凸部３２１から４０μｍ
の段差を設けて形成され、この表面にも上記キャリア電
気配線３２４が連続して形成されている。この領域３２
３は光実装基板側電気配線との電気接続の機能を果た
す。

【０２４８】なお、本実施例の多段の段差を有するキャ
リア３０２は、Ｓｉ基板の異方性エッチングを繰り返す
ことにより形成した。すなわち、最初にＳｉ基板の凸部
３２１を、次いで、領域３２５の段差を形成した。この
ような異方性エッチングで段差を形成した場合には、段
差間の側面は垂直ではなく、約５５°の角度が領域３２
５と領域３２３との段差間で電気配線３２４は断線する
ことなく形成できる。

【０２４９】図６７は、前述したように図６６の半導体
光アンプ３０１をキャリア３０２に固定した光サブモジ
ュールの状態を、図６６のＡＡ′線における断面で示し
た断面図である。半導体光アンプ３０１の光素子高さ基
準面３１４を、キャリア３０２のキャリア保持面３２１
と接触させて搭載した。この状態で、光素子活性層側電
極３１３ａと、キャリアの領域３２５に設けたキャリア
電気配線３２４とを、キャリア３０２を加熱し半田３２
６をリフローすることにより接続固定した。キャリア各
領域間の段差および光素子高さ基準面と活性層との段差
は上記のように設定してあるので、活性層３１１はキャ
リア高さ基準面（キャリア保持面）３２１ｂより３μｍ
上方に位置している。

【０２５０】このように光素子を光サブモジュールの形
態にしておけば、光素子の特性を事前に検査することは
容易である。すなわち、すでに光素子活性層側電極３１
３ａはキャリア電気配線３２４に接続されているので、
光素子の表面に直接触れることなく検査が実施できるの
である。

【０２５１】（実施例３２）図６８は、本発明のハイブ
リッド光集積回路に搭載可能な光サブモジュールの第２
の実施例を示す断面図である。

【０２５２】本発明に係る光サブモジュールでは、寸法
の異なる光素子を使用する場合であっても、光素子の活
性層とキャリア基準面との距離を常に一定の値に統一で
きる。上記の実施例３１では、光素子高さ基準面３１４
と活性層３１１との段差が３μｍであったが、例えば、
この段差が５μｍである光素子を搭載する場合を考え
る。この場合には、図６８に示したように、キャリア３
０２の光素子保持面３２１ａとキャリア高さ基準面３２
１ｂとの間に２μｍの段差を設ければよい。

【０２５３】（実施例３３）図６９は、本発明のハイブ
リッド光集積回路に搭載可能な光サブモジュールの第３
の実施例を示す断面図である。活性層３１１から６μｍ
の高さにある光素子表面３１２を光素子高さ基準面３１
４として用いたとしても、図６９に示すように、キャリ
ア３０２の光素子高さ基準面３１４をキャリア高さ基準
面３２１ａより９μｍ高く設定すればよい。

【０２５４】実施例３１または３２のように寸法を設定
することにより、光素子の寸法に係わらず、キャリア高
さ基準面と活性層との段差を図６７に示した実施例３１
の場合と同様に３μｍとすることができる。

【０２５５】（実施例３４）図７０は、図６６および図
６７に示した光サブモジュールの第１の実施例を用いた
本発明のハイブリッド光集積回路の第３４の実施例の構
成を示す分解斜視図である。３０４は光実装基板であ
り、段差付きＳｉ基板３４１上には光導波路部３４２
と、基板電気配線としての電気配線３４６と光素子搭載
部３４８とが形成されている。

【０２５６】光導波路部３４２は、Ｓｉ基板凹部に形成
され、アンダークラッド３４２ａ（厚さ３０μｍ）、コ
ア３４２ｃ（厚さ６μｍ×幅６μｍ）およびオーバーク
ラッド３４２ｃ（厚さ３０μｍ）の３層構造の埋め込み
型石英系光導波路である。

【０２５７】基板電気配線３４６は、オーバークラッド
３４２ｃ表面に形成してあり、高周波動作が可能なよう
に中心導体３４６ａと接地導体３４６ｂとからなるコプ
レーナ構造を採用した。これらの配線はオーバークラッ
ド形成後に金（厚さ５μｍ）を蒸着し、パタン化するこ
とにより形成した。この配線層は十分な厚み（６６μ
ｍ）を有し、かつ、誘電率の小さい石英ガラス上に形成
したので良好な電気特性を示す。また、基板電気配線３
４６における中心導体３４６ａの先端部には、光サブモ
ジュールとの電気的接続用に半田パタン３２７が蒸着、
パタン化によって形成されている。

【０２５８】光素子搭載部３４８はＳｉ凸部３４３を含
む領域に形成されている。Ｓｉ凸部３４３の表面の高さ
は光導波路アンダークラッド３４２ａ上面高さに一致
し、光サブモジュール搭載時の高さ基準面（以下、基板
高さ基準面３４３とする）として機能する。すなわち、
基板高さ基準面３４３から光導波路コア３４２ｂの中心
までの高さは３μｍであり、これは、実施例３１の光サ
ブモジュールのキャリア高さ基準面３２１ｂから活性層
３１１までの高さに等しい。基板高さ基準面３４３以外
のＳｉ凹部領域３４８は光素子挿入溝３４９であり、基
板高さ基準面３４３から約１１０μｍの深さを有する。
溝３４９の底面には厚さ２μｍの金からなる接地用電気
配線層３４７がオーバークラッド上の基板電気配線３４
６と同時に形成されている。接地用電気配線層は微細な
パタン化は不要であるので、このような深溝底部にも容
易に形成できる。溝３４９の底面の端部には配線取り出
し部３４９ａが設けられ、リード３４５により光実装基
板３０４の接地用電気配線層３４７と接地導体３４６ｂ
とが接続されている。

【０２５９】本実施例の光実装基板３０４は、上記のよ
うにアレイ状光素子３０１を光導波路中間に挿入する場
合であっても、光素子活性層３１１側の電極３１３ａを
取り出すための基板電気配線を、光導波路表面に形成す
ればよいので、比較的微細な電気配線パタンであっても
容易に形成できる。従来の光素子アップサイドダウン形
態での搭載では、基板電気配線は、段差のある基板の底
面に形成しなければならず、このようなことは困難であ
った。

【０２６０】次に、この光実装基板３０４上に光素子３
０１およびキャリア３０２を含む光サブモジュールを搭
載しハイブリッド光集積回路を製作する工程を図７０，
図７１および図７２を参照して説明する。図７１は図７
０のＢＢ′線に沿う断面図、図７２は図７０のＣＣ′線
に沿う断面図である。

【０２６１】図７０および図７１において光サブモジュ
ールのキャリア高さ基準面３２１と光実装基板の基板高
さ基準面３４３とを接触させることにより、光素子活性
層３１１と光導波路コア３４２ａとの高さ方向の位置合
わせを容易に完了するすることができる。本実施例にお
いては横方向（Ｓｉ基板３４１の面方向でかつ光導波路
と直交する方向）に関しては、光導波路と光素子との光
結合率をモニタしながら最適位置に合わせた。位置合わ
せ完了後、光実装基板の光素子挿入溝３４９の底面に導
電性接着剤３５１を滴下して光サブモジュールと光実装
基板を固定した。

【０２６２】最後に図７２に示すように、光実装基板上
の基板電気配線端部に設けた半田３２７をリフローし光
サブモジュールのキャリア３０２の電気配線と基板３０
４の電気配線との電気的接続を行うことにより、ハイブ
リッド光集積回路の製作を終了する。

【０２６３】なお、本実施例では、半田のリフローは基
板全体を加熱することによって行ったが、接続部を局所
的に加熱する方法も可能である。

【０２６４】従来の光素子アップサイドダウンでの実装
形態では、光素子固定と電気接続とを一度の工程で行わ
なければならなかったのに対し、本実施例の実装工程で
は、上記のように光サブモジュールと光実装基板の調芯
固定工程と、両者の電気配線接続工程とを分離すること
が可能となった。

【０２６５】また、電気配線端子数が多数の光素子の場
合には、従来方法では、電気接続がなされない端子が生
ずるという故障が発生しやすく、歩留り低下を招き易
い。これに対して、本発明によれば、光素子固定後に電
気接続を行えばよいので多数の電気接続端子を有する光
素子に対しても歩留り良くハイブリッド光集積回路を製
作することが可能となる。

【０２６６】さらに、上述のように本発明の光サブモジ
ュールとハイブリッド光集積回路を用いれば、高さ方向
の寸法の異なる光素子を用いた場合であっても光実装基
板の高さ方向の寸法を変更する必要はない。図６７，図
６８または図６９に示したような光サブモジュールの各
基準面間の高さを適切に設定し、キャリア基準面３２
１，３２１ａおよび３２１ｂと光素子活性層３１１間の
高さを３μｍにすれば、どのような光素子に対しても本
実施例の光実装基板が適用できる。

【０２６７】以上述べたように、本発明を用いれば、従
来のアップサイドダウン搭載形態のハイブリッド光集積
回路で問題であった、１）多品種、複数素子搭載、２）
基板上の電気配線形成、３）光素子の事前検査、に関す
る困難さを一挙に解決できるのである。

【０２６８】（実施例３５）図７３は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第３５の実施例に搭載可能な光サブ
モジュールの第４の実施例の構成を示す斜視図である。
本実施例が実施例３１の光サブモジュールと異なる点
は、光サブモジュールに、横方向の位置合わせ基準面を
設けたこと、および領域３２５と領域３２３との間の段
差をなくしたことにある。

【０２６９】図７３に示すように、光素子３０１は実施
例３１と同一のアレイ状半導体光アンプであり、各種の
寸法も同一である。キャリア３０２には、実施例３１と
同様に、光素子保持面３２１ａとキャリア高さ基準面３
２１ｂが段差なく同一面として形成されており、光素子
保持面３２１ａの内側側面に光素子の横方向の位置決め
をするための光素子搭載横方向基準面３２２ａが形成さ
れている。光素子３０１をキャリア３０２に搭載するに
あたり、光素子高さ基準面３１４と光素子保持面３２１
ａとを接触させ、また、光素子横方向基準面３１５と光
素子搭載横方向基準面３２２ａとを接触させることによ
り、キャリア３０２と光素子３０１との相対的な位置を
決定できる。キャリア３０２のキャリア高さ基準面３２
１ｂの外側側面にはキャリア横方向基準面３２２ｂが形
成されており、キャリア横方向基準面３２２ｂと光素子
搭載横方向基準面３２２ａとは、３００μｍ離れてい
る。キャリア３０２の上記以外の構造および寸法は実施
例３１の場合と同様である。

【０２７０】したがって、光素子３０１をキャリア３０
２に搭載すると、光素子活性層３１１とキャリア高さ基
準面３２１ｂおよびキャリア横方向基準面３２２ｂとの
距離は、それぞれ、３μｍおよび７００μｍとなる。

【０２７１】（実施例３６）図７４は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第３６の実施例の構成を示す断面図
である。本実施例は、先の実施例３５の光サブモジュー
ルを含む点に特徴がある。

【０２７２】実施例３５の光サブモジュールを搭載する
光実装基板の構造は図７０と同様である。ただし、本実
施例では左端の光導波路コア中心から素子搭載溝側壁３
４８ｂまでの距離を７００μｍに設定している。その他
の寸法は実施例３３４の場合と同様である。

【０２７３】本実施例では、光サブモジュールの搭載に
あたっては図７４に示すように、光サブモジュールのキ
ャリア高さ基準面３２１ｂと光実装基板の基板高さ基準
面３４３とを接触させ、かつ、キャリア搭載用横方向基
準面３２２ｂと素子搭載溝側壁３４８ｂとを接触させる
ことにより、光素子活性層３１１と光導波路コア３４２
ｂとの位置合わせを完了する。この後は、図７０〜図７
２に示した実施例３４と同様の工程を経ればハイブリッ
ド光集積回路を製作できる。

【０２７４】光素子の寸法が異なっても、キャリアに設
ける各高さ基準面および横方向基準面の寸法を適切に設
定すれば、常に、光素子活性層３１１とキャリア高さ基
準面３２１ｂおよびキャリア搭載用横方向基準面３２２
ａとの距離は、それぞれ、３μｍおよび７００μｍに設
定できる。したがって、本実施例によれば、光素子の寸
法が変わっても、光実装基板の光素子搭載部の寸法を変
えることなくハイブリッド光集積回路が形成できる。こ
れに加えて、先の各実施例で得られた各種の効果は、本
実施例によっても全く同様に実現できる。

【０２７５】（実施例３７）図７５は本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第３７の実施例に搭載可能な光サブモ
ジュールの第５の実施例の構成を示す分解斜視図であ
る。本実施例では、キャリア３０２の材質として透明な
石英ガラスを用いている。実施例３１のキャリアと比較
して、光素子保持面３２１ａ上および周辺領域３２３上
にそれぞれ光素子位置決めマーカー２１０およびキャリ
ア位置決めマーカー２３０を設けたことが構造上異なる
点である。また、光素子電極取り出し領域３２５と周辺
領域３２３とを同一の高さにした。その他の構成は図６
９に示した実施例３３の光サブモジュールのキャリア構
造と同様である。光素子３０１は活性層側表面３１２を
光素子高さ基準面３１４としてあり、この上に、光素子
位置決めマーカー２１０に対応する図示していないマー
カーが形成されている。

【０２７６】本実施例ではキャリアとして透明な石英ガ
ラスを用いたので、光素子３０１をキャリア３０２に搭
載するにあたって、透明なキャリアを通して光素子およ
びキャリアに形成したマーカーを観察することが可能と
なる。そこで、光素子高さ基準面３１４とキャリア保持
面３２１ａとを接触させるとともに、光素子表面に形成
したマーカーとキャリアに設けた光素子位置決めマーカ
ーとが重なるようにして搭載し、高さ方向、横方向とも
正確な位置合わせを実現した。

【０２７７】また、本実施例では、電気配線３２４はコ
プレーナ配線であり、しかも、誘電率の小さな石英ガラ
ス表面に形成しているので、キャリア３０２にＳｉ基板
を用いた先の実施例と比較して、高周波特性に極めて優
れている。

【０２７８】（実施例３８）図７６は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第３８の実施例の構成を示す分解斜
視図である。本実施例では図７５に示した実施例３７の
光サブモジュールを光実装基板３０４に搭載する点に特
徴がある。光導波路３４２のオーバークラッド上に基板
マーカー４１０を設けた点を除けば、その他の構成は図
７０に示した実施例３４とほぼ同様である。この基板に
光サブモジュールを搭載する場合は、基板マーカー４１
０とキャリア位置決めマーカー２３０とを一致させると
ともに、キャリア高さ基準面と基板高さ基準面とを接触
させ固定すればよい。

【０２７９】なお、本実施例の石英ガラスキャリアにお
いては、実施例３１および３２のＳｉキャリアと比較し
て熱伝導率が格段に悪い。しかし、図７６の光実装基板
３０４に搭載すれば、光実装基板自体がヒートシンクの
効果を果たすので何らの問題も生じない。

【０２８０】（実施例３９）図７７は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第３９の実施例に搭載可能な光サブ
モジュールの第６の実施例の構成を示す斜視図である。
本実施例では、キャリア３０２を、表面および内部に多
層電気配線３２４を有するセラミック基板を用いて構成
している。キャリア（セラミック基板）３０２は内部に
上下両面の電気配線を接続する垂直方向の配線３２４ｈ
が形成されており、光素子３０１の電極とはセラミック
基板３０２の下面で接続し、基板上面の配線３２４ｓを
経て、再び下面から取り出される。

【０２８１】光素子保持面３２１ａおよびキャリア高さ
基準面３２１ｂはポリイミドで形成した。このような構
造は、セラミック基板上に厚いポリイミド膜を形成した
後、不要部分のポリイミドをエッチングにより除去する
ことにより実現できる。

【０２８２】この光サブモジュールを用いれば、これま
で述べた他の実施例と同様のやり方で、光実装基板に搭
載して本発明のハイブリッド光集積回路を得ることがで
きる。

【０２８３】この実施例では、光サブモジュールのキャ
リアとしてセラミック基板を用いているので、良好な電
気特性が得られると共に、多層電気配線も容易に実現で
きる。また、電気配線をキャリアの上に設けることがで
きるので光素子の事前検査が極めて容易となる。

【０２８４】（実施例４０）図７８は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第４０の実施例に搭載可能な光サブ
モジュールの第７の実施例の構成を示す斜視図である。
本実施例のキャリア３０２は、凹凸形状のＳｉ基板３０
２ａと、その凹部に形成した十分な厚さの誘電体層とし
ての石英ガラス層３０２ｂと、この誘電体層３０２ｂ上
に形成した電気配線３２４と、Ｓｉ凸部に形成した光素
子保持面３２１ａとキャリア高さ基準面３２１ｂとを基
本構成要素としている。

【０２８５】このように熱伝導性に優れたＳｉ基板と十
分な厚さの石英ガラスの積層構造のキャリアを用いるこ
とにより、１）電気配線が誘電率の小さい石英ガラス層
の表面に形成されているため、実施例３３と同様に上に
良好な高周波特性が得られる、２）光素子保持面および
キャリア高さ基準面はＳｉが露出し、光素子高さ基準面
および基板高さ基準面とそれぞれ接触しているため、高
い放熱効果が得られるという効果が得られる。

【０２８６】なお、誘電体層としては石英ガラス以外に
も、ポリイミド等の高分子誘電材料を適用してもよい。
ポリイミドを用いる場合には電気配線を多層化し高密度
化することが容易であり、マトリクス光スイッチのよう
に電気配線数の多い大規模光集積チップの実装に適して
いる。

【０２８７】（実施例４１）図７９は本発明のハイブリ
ッド光集積回路の第４１の実施例に搭載可能な光サブモ
ジュールの第８の実施例の構成を示す分解斜視図であ
り、図８０は図７９のＤＤ′線に沿う断面図である。
本実施例では、図７９に示すように、キャリア３０２
は、凹凸形状のＳｉ基板３０２ａと、電気配線を有する
配線フィルム３０２ｂとから構成されている。Ｓｉ基板
３０２ａの凸領域には、光素子保持面３２１ａとキャリ
ア高い基準面３２１ｂとが形成されている。配線フィル
ム３０２ｂには、ポリイミドフィルム表面に信号配線３
２４ａが設けられ、裏面には接地配線３２４ｂを設けた
マイクロストリップ配線が形成されている。フィルム３
０２ｂには、窓３５２が設けられている。窓３５２の内
側には信号配線３２４ｂと光素子活性層側電極との接続
用のインナーリード３２４ｃが延びている。また、フィ
ルム３０２ｂの外周部には信号配線３２４ａに接続した
アウターリード３２４ｄ、および接地配線３２４ｂに接
続したアウターリード３２４ｅが設けられている。

【０２８８】この光サブモジュールは以下の手順で製作
する。すなわち、はじめに光素子活性層側電極３１３ａ
と配線フィルムのインナーリード３２４ｃとを半田によ
り接続し、ついで、Ｓｉ基板３０２ａの凸部を、配線フ
ィルムの窓３５２から挿入し、光素子３０１の光素子高
さ基準面３１４および光素子横方向基準面３１５を、そ
れぞれ、光素子保持面３２１ａおよび光素子搭載横方向
基準面３２２ａとに接触させ固定する。

【０２８９】（実施例４２）図８１は、本発明のハイブ
リッド光集積回路の第４２の実施例の構成を示す斜視図
である。本実施例は、実施例４１における光サブモジュ
ールを含む点に特徴がある。

【０２９０】本実施例の光実装基板３０４の構造は図７
０〜図７２に示した実施例３４と同様である。光サブモ
ジュールのキャリア高さ基準面およびキャリア横方向基
準面と、光実装基板の基板高さ基準面と基板横方向基準
面とをそれぞれ接触固定した後、光サブモジュールのア
ウターリード３２４ｄと光実装基板３０４のオーバーク
ラッド上の基板電気配線３４６とを電気的に接続した。

【０２９１】上記のように本実施例における光サブモジ
ュールは、そのキャリアを位置決め機能を有する凹凸形
状Ｓｉ基板と、電気配線機能を有する配線フィルムとの
組み合わせで構成した。特に、配線フィルムと光素子電
極との電気接続はインナーリードを用いて行うようにし
た。この結果、光素子電極をキャリア表面に設けた電気
配線に直接接続する実施例３４，３６および３８までの
構造と比較して、光素子に与える応力を大きく低減する
ことができる。このことは、光素子の信頼性を大きく向
上させる。同時に、インナーリードを用いることによ
り、光素子電極と光サブモジュール電気配線との電気接
続工程の歩留りを大きく向上することができる。さら
に、配線フィルムには、容易にマイクロストリップ線路
が形成できるので、配線密度を高めることができる。こ
の電気配線は、フィルム表面のみならず内部にも形成し
て、多層電気配線とすることも容易である。これに加え
て、光サブモジュールからはアウターリードが延びてい
るために、光実装基板に搭載する前の光素子の事前検査
が極めて容易に行えるという効果も生まれる。

【０２９２】本実施例に係るハイブリッド光集積回路に
おいては、光サブモジュールを光実装基板に位置決め・
固定する工程と、光素子電極と基板電気配線とを電気的
に接続する工程とを分離できるので、製作歩留りを大き
く向上することができる。

【０２９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のハイブリ
ッド光集積用実装基板は、低損失石英系光導波路用基板
として実績のあるＳｉ基板の、高周波で誘電損失が大き
いという欠点を、適当な厚さの石英のバッファー層を用
いることにより解決し、なおかつ高精度光学ベンチ機能
の観点から、アレイ光素子を搭載しても、光導波路と軸
ずれによる結合損失の増大を起こさない程度に、基板の
反りが小さくなるように石英光導波路の厚さを最適化し
ている。そのため、能動素子を光導波路に精度よく搭載
し、かつ優れた高周波特性により駆動する光／電気実装
基板として用いることができる。

【０２９４】この高周波電気特性は、Ｓｉ基板の比抵抗
を高めることによりさらに改善され、コープレナー線路
とＳｉ基板との間の石英層の厚さをより薄くしても、十
分良好な高周波特性を保つことができる。このため、光
導波路として十分実績のある厚さ３０μｍ程度のアンダ
ークラッド層を用い、かつコープレナー線路をコア層よ
りも低くする構造も可能となり応用範囲を広げることが
できる。

【０２９５】さらに、凹凸のあるＳｉ基板を用い、その
凹部に石英系光導波路の下部クラッド層を形成し、凸部
を光素子搭載部に露出させ高さ基準面として用いること
により、一層高精度な光学ベンチ機能を持たせることが
できる。この構造ではＳｉテラスを通じて熱伝導性に優
れるＳｉ基板を光素子やその駆動用ＩＣの放熱板として
利用することができる。

【０２９６】またこのＳｉ基板にファイバーガイド溝を
形成することにより、石英系光導波路に無調心でファイ
バを接続することも可能となる。

【０２９７】本発明のハイブリッド光集積基板は、凹凸
を有する基板上の凹部に誘電体光導波路を形成し、その
凸部を光素子搭載部とする「テラス付光導波路基板」を
基本構造とし、電気配線層を基板凹部に形成した誘電体
光導波路上に形成したものであるので、この効果とし
て、基板として比較的抵抗率の低い基板（例えば、Ｓｉ
基板）を用いた場合、あるいは、比較的誘電率の高い基
板（例えば、アルミナセラミック基板）であっても、電
気特性に基板の影響が現れなくなり優れた高周波特性を
発揮することが可能となった。

【０２９８】さらに、光素子搭載部の基板凸部を２つ以
上に分割し、その間の領域にも誘電体光導波路層を形成
し、かつ、光素子と基板上の電気配線との接続のための
電極パッド部を、この誘電体光導波路層上に設けるよう
にした本発明のハイブリッド光集積基板では、すべての
電気配線部を誘電体光導波路層上に形成できるようにな
ったために、その高周波特性が格段に向上し、同時に、
基板凸部上面を光素子搭載のための高さ基準面として用
いることができるので高精度での光素子搭載が可能とな
った。

【０２９９】本発明のハイブリッド光集積回路において
は、光導波回路に信号用光導波路と共にモニタ用光導波
路を設け、また、光機能素子には光導波回路の導波路配
置に対応して信号ポートとモニタポートとを設け、光導
波回路のモニタ用光導波路と光機能素子のモニタポート
が光結合し、かつ、同時に信号用光導波路と信号ポート
とが光結合しつつ、光機能素子が光導波回路上の光素子
搭載部に設置できるようにした。このために、信号用光
導波路部に波長選択性／光周波数選択性等の機能を有し
ていたり、または、光機能素子の信号ポートにも各種の
機能があり、このために信号用光導波路および信号ポー
トを用いてのアクティブアライメントが困難となる場合
があっても、モニタ光導波路およびモニタポートを用い
てのアクティブアライメントが可能となった。

【０３００】また、光素子搭載部に表面に薄膜電極を形
成した高さ基準面と、それより高さの低い電気配線面を
設けた。高さ基準面をモニタ用光導波路に対応する位置
に配置し、電気配線面を信号用光導波路に対応する位置
に配置することにより、基板上への光機能素子搭載にあ
たり、光機能素子と光導波路とのアクティブアライメン
トを行い、かつ、半田バンプ等の厚膜半田を用いての素
子固定が可能となった。このために、光導波路と光機能
素子との高い位置決め精度を実現すると共に、光機能素
子の信号ポート上面が基板に直接接触することがなくな
るので、素子搭載に伴う応力が信号ポートに加わること
を防ぐことができる。

【０３０１】さらに、基板として凹凸を有する基板を用
い、かつ、光導波回路として誘電体光導波回路を用いれ
ば、光素子搭載部の高さ基準面の高さ設定精度が大きく
向上すると共に、電気配線部の高周波特性が改善される
という効果も生じる。

【０３０２】さらに、上記の基板として熱伝導性に優れ
るシリコン基板を用いれば、上記の効果に加えて光機能
素子に対する放熱特性が大幅に向上するという効果が生
まれる。

【０３０３】さらに、光導波回路上のモニタ用光導波路
を光機能素子−光導波回路端部間と共に、必要に応じ
て、光機能素子間を接続するように配置すれば、光導波
路中に複数の光機能素子を縦列に搭載することも可能と
なり、しかも、半導体光素子は勿論のこと、半導体以外
の各種材料からなる光機能素子のハイブリッド集積が可
能である。

【０３０４】本発明の光サブモジュールは、光素子活性
層側の電極取り出し用の電気配線機能と、光素子および
光実装基板との位置決め機能とを有するキャリアに、光
素子をその活性層側が接触するように搭載し形成したも
のである。この結果、光サブモジュール内部に高周波特
性に優れた電気配線が形成できるようになり、光素子の
高速特性が著しく向上するという効果がある。また、光
実装基板への搭載に先立つ光素子特性の事前検査が極め
て容易に実施できるようになった。さらに、キャリアの
位置決め基準面から光素子活性層までの距離を、光素子
寸法に関係なく規格化した値に設定できるという効果が
生まれた。

【０３０５】また、本発明のハイブリッド光集積回路に
おいては、大きな段差が形成された素子搭載部底部への
微細電気配線パタンの形成が不要となったので、埋め込
み型光導波路を用いているのもかかわらず、片端結合タ
イプはもとより両端結合タイプの光素子の搭載が可能と
なった。さらに、寸法の異なる多品種の光素子を搭載す
ることが可能となった。さらに、電気配線がキャリアに
設けられ、基板への搭載前にあらかじめ光素子と接続さ
れているため、実装作業上、光の調芯と電気的接続を同
時に行う困難は解消され、作業が格段に容易になるとい
う効果が生ずる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｓｉ光学ベンチの構造を示す斜視図である。

【図２】図１の構造から予想される高周波特性を示す特
性図である。

【図３】二種の光導波路構造を示すもので、（Ａ）はリ
ッジ型光導波路構造の光実装基板を示す断面図であり、
（Ｂ）は（Ａ）の光実装基板上に設けられた素子搭載部
を示す断面図であり、（Ｃ）は埋め込み型光導波路構造
の光実装基板を示す断面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の光
実装基板上に設けられた素子搭載部を示す断面図であ
る。

【図４】リッジ型光導波路構造の光実装基板を示す概略
斜視図である。

【図５】Ｓｉテラス付光導波路構造の光実装基板を示す
概略斜視図である。

【図６】従来のハイブリッド光集積回路の構成の一例を
示す斜視図である。

【図７】従来のハイブリッド光集積回路の構成の他の例
を示す斜視図である。

【図８】従来の光半導体装置の構成の一例を示す断面図
である。

【図９】本発明のハイブリッド光集積回路の第１の実施
例を示す斜視図である。

【図１０】本発明のハイブリッド集積回路の第２実施例
を説明するための全体斜視図である。

【図１１】図１０に示した回路の光素子搭載部近傍の断
面図である。

【図１２】図１０におけるＡＡ′面での断面図である。

【図１３】図１０におけるＢＢ′面での断面図である。

【図１４】本発明のハイブリッド光実装基板の製造方法
の一実施例を示すもので、（Ａ）は石英系光導波路を形
成する工程を示す断面図であり、（Ｂ）は光素子用およ
び電子回路用Ｓｉテラスを形成する工程を示す断面図で
あり、（Ｃ）は（Ｂ）のテラス上に形成したポリイミド
層を除去してテラスを露出させる工程を示す断面図であ
り、（Ｄ）はポリイミド層上に電気配線部を形成する工
程を示す断面図である。

【図１５】本発明のハイブリッド光集積回路の第３の実
施例の構造を示す斜視図である。

【図１６】本発明のハイブリッド光実装基板の製造方法
の他の例を示すもので、（Ａ）は基板上にＳｉテラスに
相当する段差を形成する工程を示す断面図であり、
（Ｂ）は石英系光導波路等のアンダークラッド層を基板
凹部に形成する工程を示す断面図であり、（Ｃ）はコア
パタンおよびオーバークラッド層を形成する工程を示す
断面図であり、（Ｄ）はＳｉテラスを露出させる工程を
示す断面図であり、（Ｅ）は電気配線部を形成する工程
を示す断面図である。

【図１７】本発明のハイブリッド光集積回路の第４の実
施例の斜視図である。

【図１８】図１７のＡ−Ａ面での断面図である。

【図１９】基板の曲率半径ｒ、およびＬＤアレイと光導
波路コアとの軸ずれを示すグラフである。

【図２０】図１８におけるアレイ光素子を単体の光素子
に変えたものに対応する斜視図である。

【図２１】図２０のＡ−Ａ面での断面図である。

【図２２】図１８の側断面図である。

【図２３】図１８のコープレーナー線路部の位置を下げ
たものの側断面図である。

【図２４】図１８のアンダークラッドを厚くし、コープ
レーナー線路部をアンダークラッド上に形成したものの
側断面図である。

【図２５】本発明のハイブリッド光集積回路の第５の実
施例の斜視図である。

【図２６】図２５のＤ−Ｄ面での断面図である。

【図２７】本発明のハイブリッド光集積回路の第６の実
施例の斜視図である。

【図２８】図２７のＣ−Ｃ面での断面図である。

【図２９】本発明のハイブリッド光集積回路の第７の実
施例を示す斜視図である。

【図３０】図２９のＥ−Ｅ面での断面図である。

【図３１】本発明のハイブリッド光集積回路の第８の実
施例を示す斜視図である。

【図３２】図３１のＸ−Ｘ面での断面図である。

【図３３】本発明のハイブリッド光集積回路の第９の実
施例を示す斜視図である。

【図３４】本発明のハイブリッド光集積回路の第１１の
実施例を示す斜視図である。

【図３５】本発明のハイブリッド光集積回路の第１２の
実施例を示す斜視図である。

【図３６】本発明のハイブリッド光集積回路の第１３の
実施例を示す断面図である。

【図３７】本発明のハイブリッド光集積回路の第１４の
実施例を示す断面図である。

【図３８】本発明のハイブリッド光集積回路の第１５の
実施例における光実装基板を示す斜視図である

【図３９】図３８のＡＡ′面での断面図である。

【図４０】本発明のハイブリッド光集積回路の第１６の
実施例における光実装基板を示す斜視図である。

【図４１】図４０のＢＢ′面での断面図である。

【図４２】本発明のハイブリッド光集積回路の第１７の
実施例における光実装基板を示す斜視図である。

【図４３】図４２のＣＣ′面での断面図である。

【図４４】本発明のハイブリッド集積回路の第１８の実
施例を示す図であって、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）
は（Ａ）におけるＢＢ′線に沿う断面図である。

【図４５】本発明のハイブリッド集積回路の第１９の実
施例を示す図であって、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）
は（Ａ）におけるＢＢ′線に沿う断面図である。

【図４６】図４５のハイブリッド集積回路の光機能素子
をサブキャリアに固定する方法を示す斜視図である。

【図４７】本発明のハイブリッド光集積回路の第２０の
実施例における光実装基板を示す斜視図である。

【図４８】図４７のＤＤ′面での断面図である。

【図４９】本発明のハイブリッド光集積回路の第２１の
実施例における光実装基板を示す斜視図である。

【図５０】図４９のハイブリッド光集積回路の基板等に
反りが入った状態を示す断面図である。

【図５１】本発明のハイブリッド光集積回路の第２２の
実施例における光実装基板の構成を示す斜視図である。

【図５２】本発明のハイブリッド光集積回路の第２２の
実施例を示す斜視図である。

【図５３】図５２におけるIII-III ′線に沿う断面図で
ある。

【図５４】図５３のハイブリッド光集積回路における半
田バンプのリフロー後の状態を示す断面図である。

【図５５】本発明のハイブリッド光集積回路の第２３の
実施例における光実装基板の構成を示す概略斜視図であ
る。

【図５６】図５５のハイブリッド光集積回路の基板とし
て表面平坦なアルミナ基板を、光導波路として石英系光
導波路を用いた場合の基板構造を示す斜視図である。

【図５７】本発明のハイブリッド光集積回路の第２５の
実施例を示す平面図である。

【図５８】図５７に示した要部を拡大した概略斜視図で
ある。

【図５９】本発明のハイブリッド集積回路の第２６の実
施例の構成を示す平面図である。

【図６０】図５９に示した回路の断面図であって、
（Ａ）はＬＤ搭載形態を示すＸａ−Ｘａ′線に沿う断面
図であり、（Ｂ）は、変調アレイ搭載形態を示すＸｂ−
Ｘｂ′線に沿う断面図である。

【図６１】本発明のハイブリッド光集積回路の第２７の
実施例の構成を示す平面図である。

【図６２】本発明のハイブリッド光集積回路の第２８の
実施例の平面図である。

【図６３】図６２に示した回路上に固定すべき光機能素
子のアライメント方法を説明するための図であって、
（Ａ）はＬＤアレイの調心固定を示す平面図であり、
（Ｂ）は変調器アレイの調心固定を示す平面図である。

【図６４】本発明のハイブリッド光集積回路の第２９の
実施例を示す平面図である。

【図６５】本発明のハイブリッド光集積回路の第３０の
実施例を示す平面図である。

【図６６】本発明のハイブリッド光集積回路に搭載可能
な光サブモジュールの第１の実施例の構成のうち光素子
およびキャリアの構造を示す斜視図である。

【図６７】図６６のＡＡ′線に沿う断面図である。

【図６８】本発明のハイブリッド光集積回路に搭載可能
な光サブモジュールの第２の実施例を示す断面図であ
る。

【図６９】本発明のハイブリッド光集積回路に搭載可能
な光サブモジュールの第３の実施例を示す断面図であ
る。

【図７０】図６６および図６７に示した光サブモジュー
ルを用いた本発明のハイブリッド光集積回路の第３４の
実施例の構成を示す分解斜視図である。

【図７１】図７０のＢＢ′線に沿う断面図である。

【図７２】図７０のＣＣ′線に沿う断面図である。

【図７３】本発明のハイブリッド光集積回路の第３５の
実施例に搭載可能な光サブモジュールの第４の実施例の
構成を示す斜視図である。

【図７４】本発明のハイブリッド光集積回路の第３６の
実施例の構成を示す断面図である。

【図７５】本発明のハイブリッド光集積回路の第３７の
実施例に搭載可能な光サブモジュールの第５の実施例の
構成を示す分解斜視図である。

【図７６】本発明のハイブリッド光集積回路の第３８の
実施例の構成を示す分解斜視図である。

【図７７】本発明のハイブリッド光集積回路の第３９の
実施例に搭載可能な光サブモジュールの第６の実施例の
構成を示す斜視図である。

【図７８】本発明のハイブリッド光集積回路の第４０の
実施例に搭載可能な光サブモジュールの第７の実施例の
構成を示す斜視図である。

【図７９】本発明のハイブリッド光集積回路の第４１の
実施例に搭載可能な光サブモジュールの第８の実施例の
構成を示す分解斜視図である。

【図８０】図７９のＤＤ′線に沿う断面図である。

【図８１】本発明のハイブリッド光集積回路の第４２の
実施例の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ Ｓｉ基板 ２ ガイド溝 ３ａ，３ｂ，３ｃ 位置決め基準面 ４ 光ファイバ ５ 半導体レーザ（ＬＤ） ６ 電気配線 ７ 石英系光導波路 ８ 半導体光素子 １０ 石英系光導波路 １１ 素子位置決めの基準面 １２ バッファ層 １３ 石英系光導波路 １４ 素子保持台 １５ 半導体レーザ Ｗ 金線 １６ 電気配線台 １７ ヒートシンク １８ 光導波路 １９ 光ファイバガイド ２０ 光素子ガイド ２１ 電気配線支持台 ２２ 第１の導電膜（共通電極） ２３ 第２の導電膜 ２４ 光ファイバ ２５ レーザダイオード ２６ 光導波路 ２７ 光半導体素子 ２８ 電気配線部 ３０ 光素子搭載用Ｓｉテラス ３１ 光ファイバ ３３ 誘電体層 ３５ 電子回路用Ｓｉテラス ３７ 光機能素子（ＬＤ） ３８ 電子回路 ４０ 石英系光導波路 ４１ アンダークラッド ４２ コア ４３ オーバークラッド ４４ サブキャリア ５０ 誘電体層 ５１ 電子回路用の導体パタン ５１０ 導体パタン ５２ 薄膜電極 ５３ 半田バンプ ６０ 埋め込み型光導波路 ６１ コープレナー線路 ６２ 光素子 ６３ 搭載部 ６４ 金リボン線 ６５ａ，６５ｂ ガイドポスト ６６ 半田パタン ６７ Ｓｉサブキャリア ６８ 光素子搭載部 ６９ 導電性接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平6−148222 (32)優先日 平６(1994)６月29日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 吉野 薫 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 加藤 邦治 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 森脇 和幸 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 杉田 彰夫 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 小川 育生 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 柳澤 雅弘 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 橋本 俊和 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一基板上に設けられた光導波部と光素
   子搭載部と電気配線部とを含む実装基板において、 該光素子搭載部は基板上に凸状に設けたテラスで構成さ
   れてあり、 該電気配線部は基板上に形成した誘電体層とその表面ま
   たは内部に形成した導体パタンとで構成されることを特
   徴とする光／電子ハイブリッド実装基板。
2. 【請求項２】 請求項１の光／電子ハイブリッド実装基
   板において、上記テラスはＳｉからなるものであること
   を特徴とする光／電子ハイブリッド実装基板。
3. 【請求項３】 請求項２の光／電子ハイブリッド実装基
   板において、上記基板は、上記光素子搭載のためのＳｉ
   テラスの他に、電子回路形成のためのＳｉテラスを有す
   ることを特徴とするプラットフォーム。
4. 【請求項４】 請求項２または３の光／電子ハイブリッ
   ド実装基板において、 上記光素子搭載部および電気配線部の少なくともＳｉテ
   ラス近傍では、誘電体層上の導体パタン上面の高さはＳ
   ｉテラス上面より低くなるように設定されていることを
   特徴とする光／電子ハイブリッド実装基板。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光／電子ハイブリッド実
   装基板において、 上記Ｓｉテラスは傾斜角を有する側面を有しており、 上記Ｓｉテラス表面および側面には薄膜電極が形成さ
   れ、該薄膜電極は該Ｓｉテラス周囲の誘電体層上面また
   は内部に形成した導体パタンと電気的接続がなされてい
   ることを特徴とする光／電子ハイブリッド実装基板。
6. 【請求項６】 請求項４または５に記載の光／電子ハイ
   ブリッド実装基板において、 上記光素子用Ｓｉテラスは２つ以上に分割されてあり、
   分割された該Ｓｉテラスの間は上記誘電体層で埋められ
   てあり、該光素子用Ｓｉテラスの間の誘電体層上に導体
   パタンが設けられたことを特徴とする光／電子ハイブリ
   ッド実装基板。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかの項に記載の光
   ／電子ハイブリッド実装基板において、 上記光導波部は、上記Ｓｉテラスに形成した位置決め溝
   と、該位置決め溝中に固定した光ファイバとを含むこと
   を特徴とする光／電子ハイブリッド実装基板。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかの項に記載の光
   ／電子ハイブリッド実装基板において、 上記光導波部は、基板上に形成したアンダークラッド
   層、コアおよびオーバークラッド層からなる光導波路で
   あり、該光導波路のコア底面の高さは上記Ｓｉテラス上
   面より高くなるように設定したことを特徴とする光／電
   子ハイブリッド実装基板。
9. 【請求項９】 請求項７または８に記載の光／電子ハイ
   ブリッド実装基板において、 上記光導波路は、１本以上の信号用光導波路と１本以上
   のモニタ用光導波路とを含み、 上記光素子用Ｓｉテラスは、該モニタ用光導波路の入出
   力端に対応する位置に設けてあり、かつ、該光素子用Ｓ
   ｉテラス表面には薄膜電気配線が形成されていることを
   特徴とする光／電子ハイブリッド実装基板。
10. 【請求項１０】 請求項８記載の光／電子ハイブリッド
    実装基板において、 上記光導波路は誘電体光導波路であり、上記電気配線部
    の誘電体層は、該誘電体光導波路のアンダークラッド層
    で構成されたことを特徴とする光／電子ハイブリッド実
    装基板。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の光／電子ハイブリッ
    ド実装基板において、 上記光導波路のアンダークラッド層で構成される第１の
    誘電体層上の一部に、光導波路とは異なる材料からなる
    第２の誘電体層が積層されており、該第２の誘電体層の
    内部または表面には導体パタンが形成されていることを
    特徴とする光／電子ハイブリッド実装基板。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の光／電子ハイブリッ
    ド実装基板において、 上記基板はＳｉ基板であり、上記光導波路および電気配
    線部誘電体層は、ともに石英系光導波路で形成されてあ
    り、該電気配線部誘電体層上に形成する導体パタンは中
    心導体と接地導体とからなるコプレーナ配線であり、該
    誘電体層の厚さは５０μｍ以上あることを特徴とする光
    ／電子ハイブリッド実装基板。
13. 【請求項１３】 請求項１０記載の光／電子ハイブリッ
    ド実装基板において、 上記Ｓｉ基板は平均値５０Ωｃｍ以上の比抵抗を有して
    おり、上記光導波路および誘電体層は、おもに石英系導
    波路で形成されてあり、該電気配線部誘電体層上に設け
    た導体パタンは中心導体と接地導体とからなるコプレー
    ナ配線であり、該誘電体層の厚さは２０μｍ以上あるこ
    とを特徴とする光／電子ハイブリッド実装基板。
14. 【請求項１４】 Ｓｉ基板上に形成したアンダークラッ
    ド、コアおよびオーバークラッドからなる石英系光導波
    路と、該石英系光導波の上記オーバークラッドおよびア
    ンダークラッドのいずれか一方の上に被着されて中心導
    体と接地導体とからなるコプレーナー配線を有する電気
    配線層とを含む光／電子ハイブリッド実装基板におい
    て、 上記電気配線層と上記Ｓｉ基板との間を５０μｍ以上の
    厚さの石英系光導波路としたことを特徴とする光／電子
    ハイブリッド実装基板。
15. 【請求項１５】 Ｓｉ基板上に形成したアンダークラッ
    ド、コアおよびオーバークラッドからなる石英系光導波
    路と、該石英系光導波の上記オーバークラッドおよびア
    ンダークラッドのいずれか一方の上に被着されて中心導
    体と接地導体とからなるコプレーナー配線を有する電気
    配線層とを含む光／電子ハイブリッド実装基板におい
    て、 上記Ｓｉ基板の比抵抗は、平均値で５０Ωｃｍ以上あ
    り、上記電気配線層と上記Ｓｉ基板との間を２０μｍ以
    上の厚さの石英系光導波路としたことを特徴とする光／
    電子ハイブリッド実装基板。
16. 【請求項１６】 請求項１１〜１５のいずれかの項に記
    載の光／電子ハイブリッド実装基板において、 上記石英系光導波路全体の厚さが１２０μｍ以下である
    ことを特徴とする光／電子ハイブリッド実装基板。
17. 【請求項１７】 請求項８〜１６のいずれかの項に記載
    の光／電子ハイブリッド実装基板において、 上記基板は、表面に凹部および凸部を形成したＳｉ基板
    であり、該Ｓｉ基板凸部が上記Ｓｉテラスとして機能
    し、該光導波路は該Ｓｉ基板凹部に形成したアンダーク
    ラッド層、コア、およびオーバークラッドからなる光導
    波路であり、上記電気配線部は該Ｓｉ基板凹部上に形成
    した誘電体層およびその表面または内部に設けた導体パ
    タンで構成したことを特徴とする光／電子ハイブリッド
    実装基板。
18. 【請求項１８】 請求項１〜１１のいずれかの項に記載
    の光／電子ハイブリッド実装基板において、 上記基板の内部には導体パタンが形成されており、該基
    板内部の導体パタンと誘電体層内部または上面の導体パ
    タンとは電気的に接続されていることを特徴とする光／
    電子ハイブリッド実装基板。
19. 【請求項１９】 請求項１記載の光／電子ハイブリッド
    実装基板において、上記光導波部は、基板上に形成した
    アンダークラッド層、コアおよびオーバークラッド層を
    含む光導波路であり、該光導波路のコア底面の高さは上
    記Ｓｉテラス上面より高くなるように設定されてあり、 上記電気配線部導体パタンは、その高さが該光導波路オ
    ーバークラッド表面と概ね等しい厚さに形成した上記誘
    電体層表面に設けられたことを特徴とする光／電子ハイ
    ブリッド実装基板。
20. 【請求項２０】 基板上に凸状Ｓｉテラスを設ける工程
    と、 該基板上に光導波路アンダークラッド層を形成した後、
    表面を平坦化する工程と、 コアパタンおよびオーバークラッド層を形成する工程
    と、 該Ｓｉテラス部および電気配線部のオーバークラッド
    層、コアの全てと下部クラッド層の一部を除去し素子搭
    載部を形成することにより、Ｓｉテラス上面を露出する
    とともに、電気配線部領域のアンダークラッド層表面を
    該Ｓｉテラス表面より所望の寸法だけ低く設定する工程
    と、 該電気配線部に導体パタンを形成する工程とを含むこと
    を特徴とする光／電子ハイブリッド実装基板の製造方
    法。
21. 【請求項２１】 基板上に設けた、アンダークラッド
    層、コアおよびオーバークラッド層を含む光導波路と、 該光導波路に隣接して基板上に凸状に設けた素子搭載部
    として機能するＳｉテラスと、 該Ｓｉテラスに隣接して該基板上に形成した、誘電体層
    とその表面または内部に設けた導体パタンとからなる電
    気配線部とから構成される実装基板上に、 該光素子用Ｓｉテラス上には、光素子表面を下向きにし
    て該光素子表面の少なくとも一部を該Ｓｉテラス上面と
    接触させた状態で、該光導波路と光結合を保ち、かつ、
    該電気配線部の導体パタンと電気的接触を保ちつつ、光
    機能素子が搭載されたことを特徴とする光／電子ハイブ
    リッド集積回路。
22. 【請求項２２】 基板上に設けた、アンダークラッド
    層、コアおよびオーバークラッド層を含む光導波路と、 該光導波路に隣接して基板上に凸状に設けた光素子搭載
    部として機能する光素子用Ｓｉテラスと、 該光素子用Ｓｉテラスに隣接して該基板上に形成した、
    誘電体層とその表面または内部に設けた導体パタンとか
    らなる電気配線部と、 該電気配線部領域で基板上に凸状に設けた電子回路搭載
    部として機能する電子回路用Ｓｉテラスとから構成され
    る実装基板上に、 該光素子用Ｓｉテラス上には、光素子表面を下向きにし
    て該光素子表面の少なくとも一部を該Ｓｉテラス上面と
    接触させた状態で、該光導波路と光結合を保ち、かつ、
    該電気配線部の導体パタンと電気的接触を保ちつつ、光
    機能素子が搭載されてあり、該電子回路用Ｓｉテラスに
    は、電子回路が該Ｓｉテラスと熱的接続を保ちつつ搭載
    されていることを特徴とする光／電子ハイブリッド集積
    回路。
23. 【請求項２３】 請求項２２記載の光／電子ハイブリッ
    ド集積回路において、 上記電子回路用Ｓｉテラス近傍の誘電体層上の導体パタ
    ン上面の高さは電子回路用Ｓｉテラス上面より低く設定
    してあり、上記電子回路はその一部を該電子回路用Ｓｉ
    テラスと接触した状態で保持されてあり、該電子回路表
    面の少なくとも一部の電極は、該電極に対応する該誘電
    体層上の導体パタンと、導電性接合材を介して電気的接
    続を保ちつつ固定されたことを特徴とする光／電子ハイ
    ブリッド集積回路。
24. 【請求項２４】 請求項２１〜２３のいずれかの項に記
    載の光／電子ハイブリッド集積回路において、 上記光機能素子は、表面に凹凸を設けその凹部表面から
    凸部表面までの電気的に接続された状態の導体パタンを
    設けた熱伝導材料からなるサブキャリアの凹部上に、該
    光機能素子の裏面電極が電気的に導体パタンと接続した
    状態で接触固定されてあり、 上記Ｓｉテラスは２つ以上に分割されてあり、分割され
    た該Ｓｉテラスの間は上記誘電体層で埋められてあり、 該Ｓｉテラス周囲の誘電体層上に上記光機能素子の活性
    層側表面に設けた電極に対する第１の導体パタンおよび
    上記光機能素子裏面電極に対応する第２の導体パタンが
    設けられてあり、 該第１および第２の導体パタン上面の高さは、該Ｓｉテ
    ラス上面より低く設定されてあり、 上記サブキャリアに固定された光機能素子は、素子表面
    を下向きにした状態で該光素子表面の周辺部が上記Ｓｉ
    テラス表面と接触および熱的接続を保ちつつ実装基板上
    に搭載されてあり、 上記光機能素子表面電極と上記第１の導体パタンが導電
    性接合材を介して電気的に接続してあり、 上記光機能素子裏面電極は、上記サブキャリア凸部上の
    導体パタンおよび導電性接合材を介して、第２の導体パ
    タンと電気的に接触していることを特徴とする光／電子
    ハイブリッド集積回路。
25. 【請求項２５】 請求項２１〜２３のいずれかの項に記
    載の光／電子ハイブリッド集積回路において、 上記光機能素子は、表面に凹凸を設けその凹部表面から
    凸部表面まで電気的に接続された状態の導体パタンを設
    けた熱伝導材料からなるサブキャリアの凹部上に、該光
    機能素子の裏面電極が電気的に導体パタンと接続した状
    態で接触固定されてあり、 上記Ｓｉテラスは２つ以上に分割されるとともに傾斜角
    を有する側面を有しており、 分割された該Ｓｉテラスの周囲は上記誘電体層で埋めら
    れてあり、 該Ｓｉテラス周囲の誘電体層上に、上記光機能素子の活
    性層側表面に設けた電極に対応する第１の導体パタンが
    設けられているとともに、該第１の導体パタン上面の高
    さは、該Ｓｉテラス上面より低く設定されてあり、 該Ｓｉテラス上面および傾斜側面の一部には上記光機能
    素子裏面電極に対応する薄膜電極が形成され、該薄膜電
    極は誘電体上に設けた第２の導体パタンと電気的に接続
    してあり、 上記サブキャリアに固定された光機能素子は、素子表面
    を下向きにした状態で該光素子表面の周辺部が上記Ｓｉ
    テラス表面と接触および熱的接続を保ちつつ実装基板上
    に搭載されてあり、 上記光機能素子表面電極と上記第１の導体パタンが導電
    性接合材を介して電気的に接続してあり、 上記光機能素子裏面電極は、上記サブキャリア凸部上の
    導体パタンおよび該Ｓｉテラス上の薄膜電極を介して、
    第２の導体パタンと電気的に接触していることを特徴と
    する光／電子ハイブリッド集積回路。
26. 【請求項２６】 請求項２４または２５に記載の光／電
    子ハイブリッド集積回路において、 上記サブキャリアに固定された光機能素子において、該
    サブキャリア外側面から該光機能素子活性層までの距離
    が所望の設定値Ｄとなるように形成されてあり、 上記Ｓｉテラス近傍には、該光導波路材料で形成したガ
    イド構造が設けられており、 該ガイド構造内側面から光導波路コア中心までの距離が
    該設定値Ｄとなるように設定されてあり、 該光機能素子は、該サブキャリア外側面が該ガイド構造
    内側面と接触を保ちつつ、該Ｓｉテラス上に搭載された
    ことを特徴とする光／電子ハイブリッド集積回路。
27. 【請求項２７】 請求項２１〜２５のいずれかの項に記
    載の光／電子ハイブリッド集積回路において、 上記光導波路は、１本以上の信号線用光導波路と１本以
    上のモニタ用光導波路を含み、 上記光機能素子は、該実装基板上の信号用光導波路およ
    びモニタ用光導波路にそれぞれ対応する位置に形成した
    信号ポートおよびモニタポートとを有しており、 該実装基板のモニタ用光導波路と該光機能素子のモニタ
    ポートとが光結合し、同時に、信号用光導波路と信号ポ
    ートとが光結合した状態で、該光機能素子が該実装基板
    上のＳｉテラス上に設置されていることを特徴とする光
    ／電子ハイブリッド集積回路。
28. 【請求項２８】 基板上に形成され、かつ、少なくとも
    １本の信号用光導波路および少なくとも１本のモニタ用
    光導波路を有する光導波路部と、該光導波路部の端部ま
    たは該光導波路部の前記光導波路途中に設けられた空隙
    部に設けられた光素子搭載部と、前記光導波路部に設け
    られた前記信号用光導波路および前記モニタ光導波路に
    光結合するための信号ポートおよびモニタポートを有す
    る光機能素子とを含み、 前記光導波路部のモニタ光導波路と前記光機能素子のモ
    ニタポートとが光結合し、同時に光導波路部の信号光導
    波路と前記光機能素子の信号ポートとが光結合した状態
    で、前記光素子搭載部に前記光機能素子が搭載されてい
    ることを特徴とする光／電子ハイブリッド集積回路。
29. 【請求項２９】 請求項２５記載の光／電子ハイブリッ
    ド集積回路において、 上記光機能素子にモニタポートに光結合する各モニタ用
    光導波路の他方の導波路端は光／電子ハイブリッド実装
    基板端部に導かれていることを特徴とする光／電子ハイ
    ブリッド集積回路。
30. 【請求項３０】 請求項２５記載の光／電子ハイブリッ
    ド集積回路において、 上記光／電子ハイブリッド実装基板上には、２個以上の
    光機能素子が縦列に搭載されてあり、各光機能素子のモ
    ニタポートには、光機能素子モニタポートと光／電子ハ
    イブリッド実装基板端部を結ぶモニタ用光導波路、また
    は、２個以上の光機能素子間を接続するモニタ用光導波
    路、が光結合してあることを特徴とする光／電子ハイブ
    リッド集積回路。
31. 【請求項３１】 請求項２５記載の光／電子ハイブリッ
    ド集積回路において、 上記光／電子ハイブリッド実装基板上に搭載した光機能
    素子は、２ポート以上のモニタポートを有しており、ま
    た、該光／電子ハイブリッド実装基板上には該モニタポ
    ートに対応した本数のモニタ光導波路を有しており、 これらモニタポートのうちの少なくとも１つの幅は信号
    ポート幅より広く設定してあるか、または、これら信号
    用光導波路のうち少なくとも１本の幅は信号用光導波路
    幅より広く設定してあることを特徴とする光／電子ハイ
    ブリッド集積回路。
32. 【請求項３２】 活性層と所定の距離にある光素子高さ
    基準面を有する光機能素子と、 該光機能素子を保持するための光素子保持面、該光素子
    保持面から所定の距離にあるキャリア高さ基準面および
    キャリア電気配線とを有するキャリアとから構成された
    光サブモジュールであって、 該光機能素子の光素子高さ基準面と該キャリアの光素子
    保持面とが接触固定されるとともに、該光機能素子の活
    性層側電極部と該キャリア電気配線とが電気的に接続さ
    れたことを特徴とする光サブモジュール。
33. 【請求項３３】 請求項３２記載の光サブモジュールに
    おいて、 該キャリアは凹凸を有する基板と該基板凹部上に形成し
    た誘電体層とで形成され、 該光素子保持面およびキャリア高さ基準面は基板凸部で
    形成し、 該キャリア電気配線は誘電体層に形成されていることを
    特徴とする光サブモジュール。
34. 【請求項３４】 請求項３２記載の光サブモジュールに
    おいて、 該キャリアを構成する誘電体層は、表面および内部に電
    気配線層が形成されたフィルム状材料であることを特徴
    とする光サブモジュール。
35. 【請求項３５】 請求項３２記載の光サブモジュールに
    おいて、 該キャリア電気配線は、該キャリア表面および内部に形
    成されていることを特徴とする光サブモジュール。
36. 【請求項３６】 基板上に設けた、アンダークラッド、
    コア及びオーバークラッドを含む光導波路と、Ｓｉテラ
    スと、誘電体層とその内部または表面に設けた導体パタ
    ンとから構成された実装基板であって、該誘電体層の厚
    さは、該導体パタンの高さが光導波路オーバークラッド
    表面と概ね等しい高さになるように設定してある光／電
    子ハイブリッド実装基板上に、 光素子を保持するための光素子保持面、該光素子保持面
    から所定の距離にあるキャリア高さ基準面およびキャリ
    ア電気配線とを有するキャリアと、該光素子保持面に保
    持された光機能素子とから構成し、該光機能素子活性層
    から該キャリア高さ基準面までの高さが、該光導波路コ
    アと該Ｓｉテラス上面間の段差に概ね等しく設定されて
    あり、かつ、該キャリア電気配線と該光機能素子の活性
    層側電極とが電気的に接続された光サブモジュールが、 該光／電子ハイブリッド実装基板のＳｉテラスと該光素
    子サブモジュールのキャリア高さ基準面とが接触し、か
    つ、該光／電子ハイブリッド実装基板の誘電体層表面の
    導体パタンと該光サブモジュールのキャリア電気配線と
    が電気的に接続した状態で搭載されていることを特徴と
    する光／電子ハイブリッド集積回路。