JPS59121983A - 光半導体素子アレイと光フアイバとの光学的結合方法 - Google Patents
光半導体素子アレイと光フアイバとの光学的結合方法Info
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- JPS59121983A JPS59121983A JP57228751A JP22875182A JPS59121983A JP S59121983 A JPS59121983 A JP S59121983A JP 57228751 A JP57228751 A JP 57228751A JP 22875182 A JP22875182 A JP 22875182A JP S59121983 A JPS59121983 A JP S59121983A
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- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
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- Optics & Photonics (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ）発明の技術分析
本発明は半導体基板上に設けられたアレイ状の複数個の
光半導体素子それぞれに光ファイバを位置合せし固定す
る方法に関する。
光半導体素子それぞれに光ファイバを位置合せし固定す
る方法に関する。
（ｂ）発明の技術分野
ＬＥＤなどの発光素子或いは光ダイオードなどの受光素
子は、必要とする波長帯域により単体半導体或いは化合
物半導体を基板として形成されているが、これら個別の
光半導体素子以外に半導体基板上に多数の光半導体素子
が配設され、該素子の発光部或いは受光部それぞれに光
ファイバを結合させた光半導体装置がある。
子は、必要とする波長帯域により単体半導体或いは化合
物半導体を基板として形成されているが、これら個別の
光半導体素子以外に半導体基板上に多数の光半導体素子
が配設され、該素子の発光部或いは受光部それぞれに光
ファイバを結合させた光半導体装置がある。
（Ｃ）従来技術と問題点
第１図は従来行われていたアレイ状の光半導体素子と光
ファイバとの結合方法を示すもので、Ｌ字形の結合用治
具１と支持板２および光フアイバ保持具３とを用いて複
数の光半導体素子それぞれと光ファイバを結合させるも
のである。
ファイバとの結合方法を示すもので、Ｌ字形の結合用治
具１と支持板２および光フアイバ保持具３とを用いて複
数の光半導体素子それぞれと光ファイバを結合させるも
のである。
即ち、複数の光半導体素子が形成された半導体基板４を
支持板２の所定の位置に固定し、一方。
支持板２の所定の位置に固定し、一方。
Ｌ字形の結合用治具１により位置決めされ、且つ。
結合用治具１に沿ってスライド可能な光フアイバ保持具
３には光半導体素子の配列パターンに合せて精密に加工
された複数個の孔５が設けられており、この孔５に光フ
ァイバを通した後矢印６の方向、即ち、支持板２に接触
させるようそれぞれの光半導体素子の発光部或いは受光
部と光ファイバとを光学的に結合していた。
３には光半導体素子の配列パターンに合せて精密に加工
された複数個の孔５が設けられており、この孔５に光フ
ァイバを通した後矢印６の方向、即ち、支持板２に接触
させるようそれぞれの光半導体素子の発光部或いは受光
部と光ファイバとを光学的に結合していた。
然し、保持具３の孔は機械加工により作られているため
位置精度が悪く、また、支持板２および保持具３を用い
るためアレイ自体が大きくなる欠点があった。
位置精度が悪く、また、支持板２および保持具３を用い
るためアレイ自体が大きくなる欠点があった。
（ｄ）発明の目的
本発明は半導体基板上に形成された複数個の光半導体素
子と光ファイバとを位置精度良く且つ。
子と光ファイバとを位置精度良く且つ。
これよりも広い面積を必要とせすに良好な光学的結合が
可能な方法を提供することを目的とする。
可能な方法を提供することを目的とする。
（ｅ）発明の構成
本発明の目的は複数個の光半導体素子が配列された基板
と、前記光半導体素子と対応する位置に角を有する開口
が設けられた位置合せ用の基板とを対向させ、前記位置
合せ用の基板の開口に光ファイバを挿入し、前記開口の
角に光ファイバの側面を当接して前記光半導体素子と光
ファイバとを光学的に結合させる方法を用いることによ
り達成できる。
と、前記光半導体素子と対応する位置に角を有する開口
が設けられた位置合せ用の基板とを対向させ、前記位置
合せ用の基板の開口に光ファイバを挿入し、前記開口の
角に光ファイバの側面を当接して前記光半導体素子と光
ファイバとを光学的に結合させる方法を用いることによ
り達成できる。
（ｆ）発明の実施例
本発明は半導体ＩＣや磁気バブルメモリなどの電子部品
においてパターン形成に用いられている微細パターン形
成技術を用い位置合せ用基板に多数の光フアイバ挿着用
の角穴を設けるもので、この角穴の角を利用して多数個
の光ファイバと多数個の光半導体素子とを正しく位置決
めし固定するものである。
においてパターン形成に用いられている微細パターン形
成技術を用い位置合せ用基板に多数の光フアイバ挿着用
の角穴を設けるもので、この角穴の角を利用して多数個
の光ファイバと多数個の光半導体素子とを正しく位置決
めし固定するものである。
ここで微細パターン形成技術にはホトレジストとエツチ
ングを用いる写真蝕刻技術（ホトリソグラフィ）がよく
用いられておりエンチングにも化学薬品を用いるケミカ
ルエツチングとイオンミーリングやプラズマエツチング
などの物理的手法を用いるドライエツチングがある。
ングを用いる写真蝕刻技術（ホトリソグラフィ）がよく
用いられておりエンチングにも化学薬品を用いるケミカ
ルエツチングとイオンミーリングやプラズマエツチング
などの物理的手法を用いるドライエツチングがある。
また１本発明に用いる角穴にも三角形状や四角形状のも
のなど各種のものがあり、角度が１８０〔〕より小、特
に鋭角であれば如何なる角度のものでも差支えない。
のなど各種のものがあり、角度が１８０〔〕より小、特
に鋭角であれば如何なる角度のものでも差支えない。
ここでは半導体基板を位置合せ板としケミカルエツチン
グにより菱形の鋭角部を作る実施例について説明する。
グにより菱形の鋭角部を作る実施例について説明する。
ダイヤモンド形半導体例えばシリコン（Ｓｉ）。
ゲルマニウム（Ｇｅ）或いは閃亜鉛鉱形半導体例えばガ
リウム砒素（Ｇａ Ａｓ ） 、 インジウム・アンチ
モン（Ｉｎ Ｓｂ）などは結晶面の方位によりエツチン
グ速度が異なるため、この異方性エツチングにより菱形
のエツチング孔を作ることができる。
リウム砒素（Ｇａ Ａｓ ） 、 インジウム・アンチ
モン（Ｉｎ Ｓｂ）などは結晶面の方位によりエツチン
グ速度が異なるため、この異方性エツチングにより菱形
のエツチング孔を作ることができる。
ここでＳｉに例をとると最も単純な結晶面である（１０
０）、 （１１０）及び（１１１）の各結晶面につい
て比較すると、この順序でエツチング速度は減少してい
る。
０）、 （１１０）及び（１１１）の各結晶面につい
て比較すると、この順序でエツチング速度は減少してい
る。
それで比較的緩やかな工・ノチンダ液例えばピロカテコ
ールＥＣｓ Ｈ＋ （ＯＨ）２ ］、エチレンジアミン
（Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ，Ｎｌ２ ）および水（Ｈ２Ｏ）か
らなる混合液を用いると異方性エツチングを行うことが
できる。
ールＥＣｓ Ｈ＋ （ＯＨ）２ ］、エチレンジアミン
（Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ，Ｎｌ２ ）および水（Ｈ２Ｏ）か
らなる混合液を用いると異方性エツチングを行うことが
できる。
即ち、 （１１０）を切断面とするとＳｉウェハを局
部的に垂直にエツチングすると（１１１）を断面とする
エツチング孔ができるが、この場合隣接する断面との交
叉角が７０．５２°をなすことおよび写真蝕刻技術が精
度よく行われることを利用して位置合せ用の穿孔を形成
する。以下図面により本発明を実施例について説明する
。
部的に垂直にエツチングすると（１１１）を断面とする
エツチング孔ができるが、この場合隣接する断面との交
叉角が７０．５２°をなすことおよび写真蝕刻技術が精
度よく行われることを利用して位置合せ用の穿孔を形成
する。以下図面により本発明を実施例について説明する
。
第２図（Ａ）は厚さ約３００〔μｍ〕のガリウム砒素（
ＧａＡｓ）基板７の上に４個のＬＥＤを形成し、これに
厚さ約３００ Ｃμｍ〕のＳｉ薄板からなる位置合せ板
８を用い、この各々に直径１２５ 〔μｍ〕の光ファイ
バ９を結合した状態を示す斜視図であって、１０は一部
破断外観斜視図である。
ＧａＡｓ）基板７の上に４個のＬＥＤを形成し、これに
厚さ約３００ Ｃμｍ〕のＳｉ薄板からなる位置合せ板
８を用い、この各々に直径１２５ 〔μｍ〕の光ファイ
バ９を結合した状態を示す斜視図であって、１０は一部
破断外観斜視図である。
また、同図（Ｂ）はこの上面平面図である。
ここでＳｉからなる位置合せ板８は、金（Ａｕ）・亜鉛
（Ｚｎ ）合金の蒸着膜よりなる電極１１のとり出しの
ためＧａＡｓ基板７より幅狭く形成されている。
（Ｚｎ ）合金の蒸着膜よりなる電極１１のとり出しの
ためＧａＡｓ基板７より幅狭く形成されている。
ここで位置合せ用のエツチング孔１ｉの作り方は、
（１１０）面をウェハ面とするＳｉ薄板８にホトレジス
ト膜を形成後Ｇａ Ａｓ基板上に形成されている発光部
と位置合せ用のメサ部１３が入る菱形の開口部を複数個
（この場合４１固）持っマスクを用いて露光し１先に述
べたエツチング液を用いてホトエツチングを行う。この
場合エンチング速度は（１１１）面が最も遅いため直角
にエツチングされて、この側壁の結晶面は（１１１）面
ととなる。本発明に係る固定板はこのように正確な角を
もつエツチング孔の対向する２隅を利用して位置合せを
行う。
（１１０）面をウェハ面とするＳｉ薄板８にホトレジス
ト膜を形成後Ｇａ Ａｓ基板上に形成されている発光部
と位置合せ用のメサ部１３が入る菱形の開口部を複数個
（この場合４１固）持っマスクを用いて露光し１先に述
べたエツチング液を用いてホトエツチングを行う。この
場合エンチング速度は（１１１）面が最も遅いため直角
にエツチングされて、この側壁の結晶面は（１１１）面
ととなる。本発明に係る固定板はこのように正確な角を
もつエツチング孔の対向する２隅を利用して位置合せを
行う。
ここで光半導体素子の発光部と光ファイバとを位置合せ
を行うには各種の方法がある。
を行うには各種の方法がある。
第２図は各素子の発光部に隣接してメサ状突起部１３を
設けた例で、メサ状突起部１３はメンキを厚めに形成し
、これを選択エツチングして残すか或゛いはＧａ Ａｓ
基板をエンチングしこれに金属球を嵌め込み接着するな
どの方法で形成する。
設けた例で、メサ状突起部１３はメンキを厚めに形成し
、これを選択エツチングして残すか或゛いはＧａ Ａｓ
基板をエンチングしこれに金属球を嵌め込み接着するな
どの方法で形成する。
なお、１＆者の場合はメサ状突起部１３は台状とならず
半球状となる。
半球状となる。
次に光ファイバ９を各光半導体素子の発光部９゜への接
合法としては位置合せ板８の位置合せ用孔１２内にＧａ
Ａｓ基板７上に形成されている各光半導体素子のメサ
状突起部１３を挿入した後、第２図（Ｂ）に示すように
該メサ状突起ｆ？ｌ１１３が位置合せ用孔１２の一方の
鋭角部１４に当接するまで位置合せ板８をスライドさせ
る。
合法としては位置合せ板８の位置合せ用孔１２内にＧａ
Ａｓ基板７上に形成されている各光半導体素子のメサ
状突起部１３を挿入した後、第２図（Ｂ）に示すように
該メサ状突起ｆ？ｌ１１３が位置合せ用孔１２の一方の
鋭角部１４に当接するまで位置合せ板８をスライドさせ
る。
この場合、各素子の発光部９゛は必ず位置合せ用孔１２
内の前記鋭角の対角位置即ち、他方の鋭角の位置にある
ので複数本の光ファイバ９を位置合せ用孔１“１２に挿
入して対角位置１４Ｂに当接させればよい。
内の前記鋭角の対角位置即ち、他方の鋭角の位置にある
ので複数本の光ファイバ９を位置合せ用孔１“１２に挿
入して対角位置１４Ｂに当接させればよい。
次にこの状態で接着剤を用い電極とり出し部１１を除い
てＧａ Ａｓ基基板７値 光ファイバ９を固定すればよい。
てＧａ Ａｓ基基板７値 光ファイバ９を固定すればよい。
第３図は他の方法を示すもので第２図（Ｂ）に対応する
平面図であり，この場合はＬＥＤの発光部９″をメサ状
に形成することにより位置合せを容易にしている。
平面図であり，この場合はＬＥＤの発光部９″をメサ状
に形成することにより位置合せを容易にしている。
この場合はＧａ Ａｓ基板７上に形成されたＬＥＤ素子
のメサ状発光部９″が位置合せ坂８の位置合せ用孔１２
に入るように位置合せ板８を装着した後位置合せ用孔１
２の角１４Ｂの位置にまでスライドさせて位置決めし．
以後は第２図の場合と同様に固定すればよい。
のメサ状発光部９″が位置合せ坂８の位置合せ用孔１２
に入るように位置合せ板８を装着した後位置合せ用孔１
２の角１４Ｂの位置にまでスライドさせて位置決めし．
以後は第２図の場合と同様に固定すればよい。
以上のようにして光半導体素子の発光部または受光部と
光フアイバアレイとの接合がなされるが。
光フアイバアレイとの接合がなされるが。
固定板を２個重ねて用いると光ファイバの固定を完全に
行うことができる。
行うことができる。
第４図は本発明に係る位置合せ板８”の斜視図で，この
実施例の場合は３２個の位置合せ用孔１２が従来の方法
で開けられてきる。
実施例の場合は３２個の位置合せ用孔１２が従来の方法
で開けられてきる。
第５図はかかる２個の位置合せ板を重ねた状態で一組の
エツチング孔１２″，１２″′の位置関係を示すもので
，第３図で示した方法で発光部９″に光ファイバ９を接
合し固定する場合を示している。
エツチング孔１２″，１２″′の位置関係を示すもので
，第３図で示した方法で発光部９″に光ファイバ９を接
合し固定する場合を示している。
即ち，光ファイバを接合した後上側の位置合せ板を矢印
１６の方向に引き．光ファイバを対角の部分で挾むこと
により光ファイバが固定される。
１６の方向に引き．光ファイバを対角の部分で挾むこと
により光ファイバが固定される。
第６図は本発明の方法を利用して３２本の光フフイバ９
からなるアレイを配列した場合の斜視図で，光ファイバ
９は下側の位置合せ板８′と上側の位置合せ板８″の両
者により挾持されるため安定に固定されることになる。
からなるアレイを配列した場合の斜視図で，光ファイバ
９は下側の位置合せ板８′と上側の位置合せ板８″の両
者により挾持されるため安定に固定されることになる。
以上のようにホトエツチングにより形成した菱形の穿孔
の鋭角部を用いれば簡単に位置決めを行うことができる
。
の鋭角部を用いれば簡単に位置決めを行うことができる
。
なお１以上の実施例は位置合せ坂としてＳｉを用いた場
合について説明したが金Ｂ坂を用い正確に孔明けされた
角穴の角部を用いても同様に結合できることはいうまで
もない。
合について説明したが金Ｂ坂を用い正確に孔明けされた
角穴の角部を用いても同様に結合できることはいうまで
もない。
（ｇ）発明の効果
本発明の実施により今まで位置合せ精度が悪いため修正
に時間を要していたのが改善され，また小形の位置合せ
板で光半導体素子アレイと光ファイバとの光学的結合を
極めて容易に且つ高い精度をもって行うことができる。
に時間を要していたのが改善され，また小形の位置合せ
板で光半導体素子アレイと光ファイバとの光学的結合を
極めて容易に且つ高い精度をもって行うことができる。
第１図は従来の光フアイバアレイの接合方法を説明する
斜視図，第２図は本発明に係る接合方法の説明図で（Ａ
）は斜視図、 （Ｂ）は平面図、第３図は本発明に係る
別な接合方法を説明する平面図、第４図は本発明に係る
固定板の斜視図、第５図は本発明に係る光フアイバ固定
法の説明図２また第６図はこの実施法を示す斜視図であ
る。 図において ４は半導体基板、７ばＧａ Ａｓ基板、８．８’ 。 ８″は位置合せ板、９は光ファイバ、９° は発光部、
９″ばメサ状発光部、１２．１２’ 、１２”は位置合
せ用孔、１３はメサ状突起部。 第１ 区１ 竿２図（Ａ）
斜視図，第２図は本発明に係る接合方法の説明図で（Ａ
）は斜視図、 （Ｂ）は平面図、第３図は本発明に係る
別な接合方法を説明する平面図、第４図は本発明に係る
固定板の斜視図、第５図は本発明に係る光フアイバ固定
法の説明図２また第６図はこの実施法を示す斜視図であ
る。 図において ４は半導体基板、７ばＧａ Ａｓ基板、８．８’ 。 ８″は位置合せ板、９は光ファイバ、９° は発光部、
９″ばメサ状発光部、１２．１２’ 、１２”は位置合
せ用孔、１３はメサ状突起部。 第１ 区１ 竿２図（Ａ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数個の光半導体素子が配列された基板と前記光半導体
素子と対応する位置に角を有する開口が設けられた位置
合せ用の基板とを対向させ、前記位置合せ用の基板の開
口に光ファイバを挿入し。 前記開口の角に光ファイバの側面を当接して前記光半導
体素子と光ファイバとを光学的に結合させることを特徴
とする光半導体素子アレイと光ファイバとの光学的結合
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228751A JPS59121983A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光半導体素子アレイと光フアイバとの光学的結合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228751A JPS59121983A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光半導体素子アレイと光フアイバとの光学的結合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59121983A true JPS59121983A (ja) | 1984-07-14 |
| JPH0226395B2 JPH0226395B2 (ja) | 1990-06-08 |
Family
ID=16881247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57228751A Granted JPS59121983A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光半導体素子アレイと光フアイバとの光学的結合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59121983A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63114060U (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-22 | ||
| US6542676B2 (en) * | 2000-11-16 | 2003-04-01 | Schott Glas | Method for locating a large number of fibre ends in a pre-determined position |
| US7027707B2 (en) | 2002-12-03 | 2006-04-11 | Japan Aviation Electronics Industry Limited | Aligning implement for optical fibers and optical fiber array fabricated by use of the aligning implement |
| JP2007212973A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Fujikura Ltd | 光ファイバコネクターフェルールおよびこれを用いた接続方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57155517U (ja) * | 1981-03-27 | 1982-09-30 | ||
| JPS57168206A (en) * | 1981-04-10 | 1982-10-16 | Fujitsu Ltd | Photosemiconductor device |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP57228751A patent/JPS59121983A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57155517U (ja) * | 1981-03-27 | 1982-09-30 | ||
| JPS57168206A (en) * | 1981-04-10 | 1982-10-16 | Fujitsu Ltd | Photosemiconductor device |
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| EP1217398A3 (de) * | 2000-11-16 | 2004-05-12 | Schott Glas | Verfahren zur Positionierung einer Vielzahl von Glasfaserenden in einer Matrixstruktur |
| US7027707B2 (en) | 2002-12-03 | 2006-04-11 | Japan Aviation Electronics Industry Limited | Aligning implement for optical fibers and optical fiber array fabricated by use of the aligning implement |
| JP2007212973A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Fujikura Ltd | 光ファイバコネクターフェルールおよびこれを用いた接続方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0226395B2 (ja) | 1990-06-08 |
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