EP1252541A2 - Herstellungsverfahren für eine optische sendebaugruppe - Google Patents

Herstellungsverfahren für eine optische sendebaugruppe

Info

Publication number
EP1252541A2
EP1252541A2 EP01909501A EP01909501A EP1252541A2 EP 1252541 A2 EP1252541 A2 EP 1252541A2 EP 01909501 A EP01909501 A EP 01909501A EP 01909501 A EP01909501 A EP 01909501A EP 1252541 A2 EP1252541 A2 EP 1252541A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaped
wafer
rod
recess
submount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01909501A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Dietrich
Mathias Kaempf
Wolfgang Gramann
Martin Weigert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of EP1252541A2 publication Critical patent/EP1252541A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a production method for an optical transmitter assembly with the features of claim 1.
  • Such transmitter assemblies are used, for example, in beam deflection recipes of fiber-optic transmitter components or combined transmitter / receiver components.
  • An output radiation beam is generated by an edge-emitting laser diode in these transmit modules and is preferably deflected by 90 ° in a first deflection.
  • the laser diode is mounted on a so-called submount, on which prism-optical elements made of glass for the deflection of the output radiation beam of the laser diode are also attached.
  • FIG. 1 shows an overall view of a fiber-optic transmission component in longitudinal section along an optical glass fiber 23 coupled to the component. It has an assembly platform 25, which is preferably made of metal and has a circular through opening on one longitudinal side. A transmitter module 100 is mounted on one side of this circular through opening and a recess is provided on the other side of the circular through opening, into which a tubular part of a beam deflection recipe 22, which holds a ball lens 26, projects.
  • the beam deflection recipe 22 also has a beveled surface on the inside, on which a deflection mirror 24 is provided.
  • the transmitter assembly 10 is mounted on a silicon submount 1 and essentially consists of an edge-emitting semiconductor laser 6 and glass prismatic elements 2a, 2b and 2c, between which a highly reflective interface is at a 45 ° angle to the laser beam or to the surface of the submount is formed.
  • a highly reflective interface is at a 45 ° angle to the laser beam or to the surface of the submount is formed.
  • one of the semiconductor lasers 6 emitted laser radiation beam at this interface is deflected by 90 ° in the direction of the submount 1 transparent to the laser radiation, passes through the circular through opening of the mounting platform 25 and is bundled by the ball lens 26.
  • the radiation beam then strikes the deflecting mirror 24 and is directed by the latter onto the entry surface of the glass fiber 23.
  • the transmitter assembly 100 has been manufactured by individually producing the prismatic deflection elements 2a, 2b and 2c, placing them on the submount 1, aligning them with one another and gluing or anodically bonding them.
  • the surfaces of the prism-optical elements were created using grinding and polishing techniques.
  • a mirror coating was applied to the prism surface that contributed to the beam deflection.
  • Such manufacturing processes are known, for example, from DE-A-198 10 624 and EP-A-0 660 467.
  • DE-A-42 11 899 describes a method for producing a microsystem, in which several wafers are connected to form a wafer array. The connection is made after the individual wafers have been structured.
  • the present invention has for its object to simplify the manufacturing process for an optical transmitter assembly and thus reduce the time required for manufacturing. This object is achieved by the features of patent claim 1.
  • the present invention thus describes a manufacturing method for an optical transmitter assembly, in which
  • a transparent submount wafer and a glass wafer are first connected to one another on their main surfaces, b) then a recess is formed in the glass wafer, which has at least one side wall which essentially forms a 45 ° angle with the surface of the submount wafer, c) a semiconductor laser is then mounted on the submount wafer in such a way that, during operation, it emits a radiation beam into the glass wafer in the direction of the at least one side wall of the recess, and d) the at least one side wall of the recess is acted on in such a way that it is for the radiation beam becomes highly reflective.
  • a submount wafer and a glass wafer are thus connected without there being any structured surfaces on the glass wafer.
  • the glass wafer is only structured after it has been connected to the submount wafer.
  • the transparent submount wafer preferably consists of a material of relatively high thermal conductivity, so that it has the properties of a heat sink.
  • a V-shaped recess is formed in method step b) and in method step d) at least one of the opposite side walls of the V-shaped recess is acted on in the manner described. For this it proves to be advantageous clinging when the opposite side walls form essentially a 90 ° angle with each other.
  • the V-shaped recess can advantageously be formed in that a V-shaped trench is produced in the glass wafer by means of a V-shaped saw blade, such as a cutting abrasive blade or the like.
  • the V-shaped recess can first be pre-sawn with a coarse-grained cut-off wheel and then sawed-in with a fine-grained cut-off wheel.
  • a rod-shaped element with a horizontal upper support surface which is essentially rectangular-triangular in cross section can be introduced into the V-shaped recess.
  • one of its equilateral side walls can be provided with a reflective coating.
  • the rod-shaped element can first be shaped as a rod with a rectangular cross-section, with an area of the rod on the surface of the sub-element before or after being introduced into the V-shaped recess. Mountwafer facing away is removed in such a way that a horizontal contact surface is formed. This can serve to arrange a light receiver on it so that the transmitter assembly can be used in a combined transmitter / receiver component.
  • a rod with a rectangular cross section can be obtained, for example, by providing a glass wafer with a reflective coating on a main surface and dividing it into a number of rods.
  • the submount wafer is preferably formed by a semiconductor wafer, in particular a silicon wafer, if it is sufficiently transparent for the required wavelength.
  • FIG. 3 is a V-shaped recess formed in the glass wafer of FIG. 2;
  • Fig. 4 is provided with a reflective coating
  • Fig. 6 positioned, reflection-coated rod of Fig. 5, which on its top to form a
  • Mounting surface is flattened
  • 2, 3 and 5 to 7 show an exemplary embodiment of the method according to the invention for producing an optical transmitter module on the basis of cross-sectional representations of the intermediate products after individual method steps.
  • FIG. 2 shows how a submount wafer 1 and a glass wafer 2 are first connected to one another on their main surfaces.
  • a semiconductor laser 6 is to be mounted on the submount wafer 1 in a later method step.
  • the submount wafer should have the properties of a heat sink, and thus consist of a material with the highest possible thermal conductivity. Silicon is used as the preferred material for the submount wafer 1.
  • cutouts 3 are preferably formed before the connection to the silicon wafer 1, which make it possible in the subsequent method step to have an area below the V-shaped one to be formed
  • These recesses 3 are preferably produced by wet chemical etching.
  • the glass wafer 2 is connected to the submount wafer 1 at regions in which no cutouts 3 have been produced.
  • Anodic bonding is preferably used as the connection technique.
  • FIG. 3 shows an intermediate product after removal of the areas of the glass wafer 2 that are not required. These areas are preferably removed by sawing.
  • Fig. 2 two dashed saw cut lines are indicated, through which the outer areas of the glass wafer 2 are separated.
  • a V-shaped trench 20 of a predetermined length is then produced in the glass wafer 2 by means of a V-shaped saw blade, in particular a V-shaped cutting abrasive blade. This sawing is indicated by two dash-dotted lines in FIG. 2.
  • the V-shaped trench 20 has a shape such that its side walls are inclined at 90 ° to one another and their imaginary cutting line lies on the surface of the submount wafer 1 and each form a 45 ° angle with the surface of the submount wafer 1.
  • the resulting side walls 5 thus also form a 45 ° angle with the direction of incidence of the laser beam of the semiconductor laser 6 to be assembled later (see FIG. 7).
  • the mentioned central recess 3 ensures that the V-groove sawing does not have to be carried out up to the surface of the submount wafer 1.
  • the V-shaped recess 20 can first be pre-sawn with a relatively coarse-grained cutting abrasive sheet and then sawn-in with a relatively fine-grained cutting abrasive sheet.
  • the sawing steps thus leave two optical prism elements 2a and 2b on the submount wafer 1, between which the aforementioned V-profile 20 was formed.
  • This The method for producing the optical prism elements 2a and 2b represents a simplification compared to the separate manufacture of the individual optical prism elements and placement on the submount wafer 1 known in the prior art.
  • Fig. 4 it is indicated how a plurality of so-called reflection rods 7 can be produced, which are intended to be inserted into the V-shaped profile.
  • a glass wafer 16 is provided with a reflective coating 9 and the same along saw cut lines 15 into individual rods 7
  • the reflection coating 9 can be a metallic coating or a dielectric layer sequence.
  • a single rod 7, which preferably has the same length as the V-shaped trench 20, is inserted into the V-groove and glued therein, the reflective coating 9 being arranged on the side surface of the V-groove on which the laser beam of the semiconductor laser 6 still to be assembled (see FIG. 7) enters the optical prism element 2a.
  • the rod 7 is thus arranged in the V-trench 20 in such a way that the reflection coating 9 forms a 45 ° angle to the direction of incidence of the laser beam.
  • the area of the rod 7 facing away from the submount wafer 1 can be removed in such a way that a flat mounting surface 10 can be formed.
  • the rod 7 is preferably ground down until a flat mounting surface has been achieved.
  • this flat mounting surface is polished in a suitable manner so that it can serve to receive and attach a light receiver 11 (see FIG. 7).
  • an elongated, rod-shaped element 12 with a rectangular-triangular cross section is positioned in the V-trench.
  • This rod-shaped element 12 preferably has the same length as the V-shaped trench.
  • the rod-shaped element 12 can also be applied to other than the above standing described manner are made. For example, it can be sawed out of a glass wafer in this form, the glass wafer either already having a reflective coating 9 or only then being applied to one of the side walls of the rod-shaped element 12.
  • FIG. 7 shows how a semiconductor laser 6, preferably an edge-emitting semiconductor laser 6, is mounted on the exposed surface 8 of the submount wafer 1 such that the laser beam S emitted by it falls into the optical prism element 2a and on the Reflective coating 9 of the rod-shaped element 12 is reflected downward at a 90 ° angle and passes through the transparent submount wafer 1.
  • a monitor diode 13 can either be arranged behind the semiconductor laser 6 and thus detects the small proportion of the laser radiation passing through the rear resonator mirror. It can also be arranged beyond the optical prism element 2b and thus detects the small proportion of the radiation passing through the reflection coating 9.
  • the light receiver 11 preferably a receiver diode, such as a PIN diode, can detect a received beam arriving in the optical fiber 23 (see FIG. 1), for example a small proportion passing through the reflective coating 9 and striking the light receiver 11.
  • the reflective coating 9 exhibits a wavelength-dependent reflectivity and transmissivity. points so that, for example, a transmission beam experiences a high reflectivity at a first wavelength, while a reception beam experiences a high transmissivity of the reflection coating 9 at a second wavelength.
  • the fully processed transmitter assembly shown in FIG. 7, as already described in connection with FIG. 1, can be connected to an assembly platform 25 to form a complete transmit component or combined transmit / receive component by the transparent submount wafer 1 is glued to a surface of the mounting platform 25.
  • An optical beam guiding device such as a beam deflection recipe with a fiber connection, can be mounted on the opposite surface of the mounting platform 25.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

Eine lichtoptische Sende-Baugruppe wird geformt, indem auf einem transparenten Submountwafer (1) ein Glaswafer (2) befe-stigt und anschliessend durch gezielte Sägeschnitte eine V-förmige Ausnehmung (20) zwischen optischen Prismenelementen (2a, 2b) erzeugt wird. In die V-förmige Ausnehmung (20) wird ein stabförmiges Element (12) mit einer Reflexionsbeschich-tung (9) eingebracht, so dass von einem Halbleiterlaser (6) emittierte Laserstrahlung (S) an dem reflexionsbeschichteten stabförmigen Element (12) um 90 DEG umgelenkt wird und durch den Submountwafer (1) hindurchtritt.

Description

Beschreibung
Herstellungsverfahren für eine optische Sende- Baugruppe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine optische Sende-Baugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Derartige Sende-Baugruppen kommen beispielsweise in Strahlumlenkreceptacles von faseroptischen Sende- Bauelementen oder kombinierten Sende-/Empfangsbauelementen zum Einsatz. In diesen Sende-Baugruppen wird von einer kantenemittierenden Laserdiode ein Ausgangsstrahlungsbündel erzeugt und in einer ersten Umlenkung vorzugsweise um 90° umgelenkt. Zu diesem Zweck wird die Laserdiode auf einem soge- nannten Submount montiert, auf dem ebenfalls prismenoptische Elemente aus Glas für die Umlenkung des Ausgangestrahlungs- bündels der Laserdiode befestigt werden.
In Fig. 1 ist eine Gesamtansicht eines faseroptischen Sende- Bauelements im Längsschnitt entlang einer mit dem Bauelement gekoppelten optischen Glasfaser 23 dargestellt. Sie weist eine Montageplattform 25 auf, die vorzugsweise aus Metall gefertigt ist und auf ihrer einen Längsseite eine kreisförmige Durchgangsöffnung aufweist. Auf der einen Seite dieser kreis- förmigen Durchgangsöffnung ist eine Sende-Baugruppe 100 montiert und auf der anderen Seite der kreisförmigen Durchgangs- Öffnung ist eine Aussparung vorgesehen, in die ein rohrförmi- ger, eine Kugellinse 26 halternder Teil eines Strahlumlenkreceptacles 22 hineinragt. Das Strahlumlenkreceptacle 22 weist ferner im Inneren eine abgeschrägte Fläche auf, an der ein Umlenkspiegel 24 vorgesehen ist. Die Sende-Baugruppe 10 ist auf einem Silizium-Submount 1 montiert und besteht im wesentlichen aus einem kantenemittierenden Halbleiterlaser 6 und aus Glas gefertigten prismenoptischen Elementen 2a, 2b und 2c, zwischen denen eine hochreflektierende Grenzfläche in einem 45° -Winkel zum Laserstrahl oder zur Oberfläche des Sub- mounts gebildet ist. Somit wird ein von dem Halbleiterlaser 6 emittiertes Laserstrahlungsbündel an dieser Grenzfläche in Richtung auf den für die Laserstrahlung transparenten Submount 1 um 90° umgelenkt, tritt durch die kreisrunde Durchgangsöffnung der Montageplattform 25 hindurch und wird von der Kugellinse 26 gebündelt. Anschließend trifft das Strahlungsbündel auf den Umlenkspiegel 24 und wird von diesem auf die Eintrittsfläche der Glasfaser 23 gerichtet.
Bisher wurde die Sende-Baugruppe 100 dadurch hergestellt, daß die prismenoptischen Umlenkelemente 2a, 2b und 2c einzeln hergestellt wurden, auf den Submount 1 gelegt, aufeinander ausgerichtet und aufgeklebt oder anodisch verbondet wurden. Die Flächen der prismenoptischen Elemente wurden über Schleif- und Poliertechniken erzeugt. Auf die zur Strahlum- lenkung beitragende Prismenfläche wurde eine Spiegelbeschichtung aufgebracht. Derartige Herstellungsverfahren sind etwa aus der DE-A-198 10 624 und der EP-A-0 660 467 bekannt.
Dieses Herstellungsverfahren erweist sich als relativ ura- ständlich, da die prismenoptischen Elemente 2a und 2b zunächst einzeln gefertigt werden müssen und anschließend einzeln in einer bestimmten Ausrichtung zueinander auf dem Submount befestigt werden müssen. Damit ist ein relativ hoher Zeitaufwand für die Fertigstellung einer einzelnen Sende- Baugruppe erforderlich.
Die DE-A-42 11 899 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Mikrosystems, bei dem mehrere Wafer zu einem Waferver- band verbunden werden. Die Verbindung erfolgt dabei, nachdem die einzelnen Wafer fertig strukturiert sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren für eine optische Sende-Baugruppe zu vereinfachen und damit die für die Herstellung benötigte Zeit zu verringern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst .
Die vorliegende Erfindung beschreibt somit ein Herstellungs- verfahren für eine optische Sende-Baugruppe, bei welchem
a) zunächst ein transparenter Submountwafer und ein Glaswa- fer an ihren Hauptoberflächen miteinander verbunden werden, b) anschließend in dem Glaswafer eine Ausnehmung geformt wird, die mindestens eine Seitenwand aufweist, die im wesentlichen einen 45° -Winkel mit der Oberfläche des Submountwafers bildet, c) danach auf dem Submountwafer ein Halbleiterlaser derart montiert wird, daß er im Betrieb ein Strahlungsbündel in den Glaswafer in Richtung auf die mindestens eine Seitenwand der Ausnehmung aussendet, und d) die mindestens eine Seitenwand der Ausnehmung derart beaufschlagt wird, daß sie für das Strahlungsbündel hochreflektierend wird.
Damit erfolgt erfindungsgemäß die Verbindung eines Submountwafers und eines Glaswafers, ohne daß an dem Glaswafer bereits strukturtierte Flächen vorliegen. Eine Strukturierung des Glaswafers erfolgt erst nach Verbindung mit dem Submountwafer.
Der transparente Submountwafer besteht bevorzugt aus einem Material relativ hoher Wärmeleitfähigkeit, so daß er die Ei- genschaften einer Wärmesenke aufweist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird im Verfahrens- schritt b) eine V-förmige Ausnehmung geformt und im Verfahrensschritt d) wird mindestens eine der sich gegenüberliegen- den Seitenwände der V-förmigen Ausnehmung in der beschriebenen Weise beaufschlagt. Dafür erweist es sich als vorteil- haft, wenn die sich gegenüberliegenden Seitenwände im wesentlichen einen 90° -Winkel miteinander bilden.
Als zweckmäßig und vorteilhaft erweist sich, wenn vor dem Verfahrensschritt a) in die mit dem Submountwafer zu verbindende Hauptoberfläche des Glaswafers an geeigneter Stelle Ausnehmungen, beispielsweise durch naßchemisches Ätzen, geformt werden, so daß der Glaswafer im Bereich dieser Ausnehmungen anschließend im Verfahrensschritt a) nicht mit dem Submountwafer verbunden wird. Dadurch können dann relativ leicht nach dem Verfahrensschritt a) oder dem Verfahrens- schritt b) die über den Ausnehmungen befindlichen und nicht benötigten Bereiche des Glaswafers vorzugsweise durch Sägen entfernt werden.
Die V-förmige Ausnehmung kann vorteilhafterweise dadurch geformt werden, daß mittels eines V-förmigen Sägeblattes, wie eines Trennschleifblattes oder dergleichen, ein V-förmiger Graben in dem Glaswafer erzeugt wird. Dabei kann die V-för- mige Ausnehmung zuerst mit einem grobkörnigen Trennschleif- blatt vorgesägt und anschließend mit einem feinkörnigen Trennschleifblatt nachgesägt werden.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel, das noch zu er- läutern sein wird, bleiben nach Durchführung der geschilderten Sägeschritte nur noch zwei prismenförmige optische Glaselemente auf dem Submountwafer stehen.
Im Verfahrensschritt d) kann in die V-förmige Ausnehmung ein im Querschnitt im wesentlichen rechtwinklig-dreieckiges stab- förmiges Element mit einer horizontalen oberen Auflagefläche eingebracht werden. Vor dem Einbringen des stabförmigen Elements kann eine seiner gleichseitigen Seitenwände mit einer Reflexionsbeschichtung versehen werden. Das stabförmige Ele- ment kann zunächst als im Querschnitt rechteckiger Stab geformt werden, wobei vor oder nach dem Einbringen in die V- förmige Ausnehmung ein Bereich des Stabes auf der dem Sub- mountwafer abgewandten Seite derart abgetragen wird, daß eine horizontale Auflagefläche gebildet wird. Diese kann dazu dienen, auf ihr einen Lichtempfänger anzuordnen, so daß die Sen- de-Baugruppe in einem kombinierten Sende- /Empfangs-Bauelement eingesetzt werden kann.
Ein im Querschnitt rechteckiger Stab kann beispielsweise dadurch gewonnen werden, daß ein Glaswafer auf einer Hauptoberfläche mit einer Reflexionsbeschichtung versehen wird und in eine Anzahl von Stäben zerteilt wird.
Der Submountwafer wird vorzugsweise durch einen Halbleiterwa- fer, insbesondere einen Siliziumwafer, gebildet, wenn er für die benötigte Wellenlänge ausreichend transparent ist.
Wie bereits beschrieben, kann es erforderlich sein, zu einem beliebigen Zeitpunkt nach Durchführung des Verfahrensschrittes a) Abschnitte des Submountwafers außerhalb des zu formenden oder des bereits geformten Strahlumlenkabschnittes durch Entfernen entsprechender Bereiche des Glaswafers - vorzugsweise der über den geformten Ausnehmungen liegenden Bereiche - freizulegen, damit auf diesen Abschnitten des Submountwafers der Halbleiterlaser und gegebenenfalls eine Monitordiode montiert werden können.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines einzigen Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in einer Querschnittsdarstellung:
Fig. 1 eine Gesamtansicht eines faseroptischen Sende- Bauelements;
Fig. 2 ein Submountwafer und ein Glaswafer, die an ihren Hauptoberflächen miteinander verbunden sind;
Fig. 3 in den Glaswafer der Fig. 2 geformte V-förmige Ausnehmung; Fig. 4 ein mit einer Reflexionsbeschichtung versehener
Glaswafer als Ausgangsprodukt zur Herstellung von reflexionsbeschichteten Stäben;
Fig. 5 in die V-förmige Ausnehmung der Fig. 3 eingesetzter reflexionsbeschichteter Stab;
Fig. 6 positionierter, reflexionsbeschichteter Stab der Fig. 5, der an seiner Oberseite zur Bildung einer
Montagefläche abgeflacht ist;
Fig. 7 Anordnung der Fig. 6, bei der auf der Montagefläche ein Lichtempfänger und auf freigelegten Abschnitten des Submountwafers ein Halbleiterlaser und Monitordioden angeordnet sind.
In den Fig. 2, 3 und 5 bis 7 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer optischen Sende-Baugruppe anhand von Querschittsdarstellungen der Zwischenprodukte nach einzelnen Verfahrensschritten dargestellt.
In Fig. 2 ist dargestellt, wie als erstes ein Submountwafer 1 und ein Glaswafer 2 an ihren Hauptoberflächen miteinander verbunden werden. Auf dem Submountwafer 1 soll in einem späteren Verfahrensschritt ein Halbleiterlaser 6 montiert werden. Aus diesem Grund soll der Submountwafer die Eigenschaften einer Wärmesenke aufweisen, somit aus einem Material möglichst hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen. Als bevorzugtes Ma- terial für den Submountwafer 1 wird Silizium verwendet.
In der Hauptoberfläche des Glaswafers 2 werden bevorzugterweise vor dem Verbinden mit dem Siliziumwafer 1 Aussparungen 3 geformt, die es ermöglichen, im darauffolgenden Verfahrens- schritt einen Bereich unterhalb der zu formenden V-förmigen
Aussparung und bestimmte Bereiche des Glaswafers 2 außerhalb der zu formenden prismatischen Strahlumlenkeinrichtung leicht abzutrennen. Diese Aussparungen 3 werden bevorzugt durch naßchemisches Ätzen erzeugt.
Dann wird der Glaswafer 2 an Bereichen, in denen keine Aus- sparungen 3 erzeugt wurden, mit dem Submountwafer 1 verbunden. Als Verbindungstechnik wird bevorzugt anodisches Bonden verwendet .
In Fig. 3 ist ein Zwischenprodukt nach Entfernen der nicht benötigten Bereiche des Glaswafers 2 dargestellt. Diese Bereiche werden in bevorzugter Weise durch Sägen entfernt. In Fig. 2 sind zwei gestrichelte Sägeschnittlinien angedeutet, durch die die äußeren Bereiche des Glaswafers 2 abgetrennt werden. Oberhalb einer zentralen Aussparung 3 wird dann mit- tels eines V-förmigen Sägeblattes, insbesondere eines V-förmigen Trennschleifblattes, ein V-förmiger Graben 20 vorgegebener Länge in dem Glaswafer 2 erzeugt. Diese Sägung ist durch zwei strichpunktierte Linien in der Fig. 2 angedeutet. Der V-förmige Graben 20 weist eine derartige Form auf, daß seine Seitenwände um 90° gegeneinander geneigt sind und deren gedachte Schnittlinie auf der Oberfläche des Submountwafers 1 liegt und die jeweils einen 45°-Winkel mit der Oberfläche des Submountwafers 1 bilden. Die dabei entstehenden Seitenwände 5 bilden somit ebenfalls einen 45°-Winkel mit der Einfallsrich- tung des Laserstrahlbündels des später zu montierenden Halbleiterlasers 6 (s. Fig. 7). Die erwähnte zentrale Aussparung 3 sorgt dafür, daß bei der V-Nut-Sägung nicht bis an die Oberfläche des Submountwafers 1 gesägt werden muß.
Um Oberflächen mit geringer Rauhigkeit zu erzeugen, kann die V-förmige Ausnehmung 20 zunächst mit einem relativ grobkörnigen Trennschleifblatt vorgesägt und anschließend mit einem relativ feinkörnigen Trennschleifblatt nachgesägt werden.
Durch die Sägeschritte werden somit zwei optische Prismenelemente 2a und 2b auf dem Submountwafer 1 zurückgelassen, zwischen denen das erwähnte V-Profil 20 geformt wurde. Dieses Verfahren zur Erzeugung der optischen Prismenelemente 2a und 2b stellt eine Vereinfachung gegenüber den im Stand der Technik bekannten getrennten Herstellen der einzelnen optischen Prismenelemente und Aufsetzen auf dem Submountwafer 1 dar.
In Fig. 4 wird angedeutet, wie eine Mehrzahl sogenannter Reflexionsstäbe 7 hergestellt werden kann, die dafür vorgesehen sind, in das V-förmige Profil eingesetzt zu werden. Ein Glaswafer 16 wird mit einer Reflexionsbeschichtung 9 versehen und entlang Sägeschnittlinien 15 in einzelne Stäbe 7 gleicher
Breite zersägt. Die Reflexionsbeschichtung 9 kann eine metallische Beschichtung oder eine dielektrische Schichtenfolge sein. Anschließend wird gemäß Fig. 5 ein einzelner Stab 7, der vorzugsweise dieselbe Länge wie der V-förmige Graben 20 aufweist, in die V-Nut eingesetzt und darin eingeklebt, wobei die Reflexionsbeschichtung 9 auf derjenigen Seitenfläche der V-Nut angeordnet wird, auf der das Laserstrahlbündel des noch zu montierenden Halbleiterlasers 6 (s. Fig. 7) in das optische Prismenelement 2a eintritt. Der Stab 7 ist damit derart in dem V-Graben 20 angeordnet, daß die Reflexionsbeschichtung 9 einen 45° -Winkel zur Einfallsrichtung des Laserstrahlbündels bildet.
Anschließend kann noch, wie in Fig. 6 dargestellt ist, der dem Submountwafer 1 abgewandte Bereich des Stabes 7 derart abgetragen werden, daß eine ebene Montagefläche 10 gebildet werden kann. Dabei wird der Stab 7 vorzugsweise abgeschliffen, bis eine ebene Montagefläche erzielt worden ist. Anschließend wird diese ebene Montagefläche in geeigneter Weise poliert, so daß sie zur Aufnahme und Befestigung eines Lichtempfängers 11 (s. Fig. 7) dienen kann.
Im Ergebnis wird somit ein langgestrecktes, stabförmiges Element 12 mit rechtwinklig-dreieckigem Querschnitt in dem V- Graben positioniert. Vorzugsweise weist dieses stabförmige Element 12 dieselbe Länge wie der V-förmige Graben auf. Das stabförmige Element 12 kann auch auf andere als auf die vor- stehend beschriebene Weise hergestellt werden. Es kann beispielsweise in dieser Form aus einem Glaswafer ausgesägt werden, wobei der Glaswafer entweder bereits eine Reflexionsbeschichtung 9 aufweist oder diese erst anschließend auf eine der Seitenwände des stabförmigen Elements 12 aufgebracht wird.
Es ist ebenso denkbar, daß in dem V-förmigen Graben kein stabförmiges Element 12 eingesetzt wird, sondern daß die dem zu montierenden Halbleiterlaser 6 (s. Fig. 7) zugewandte Seitenfläche des V-förmigen Grabens mit einer geeigneten Refle- xionsbeschichtung versehen wird.
In Fig. 7 ist schließlich noch dargestellt, wie auf der frei- liegenden Oberfläche 8 des Submountwafers 1 ein Halbleiterlaser 6, vorzugsweise ein kantenemittierender Halbleiterlaser 6, derart montiert wird, daß das von ihm emittierte Laserstrahlbündel S in das optische Prismenelement 2a einfällt und an der Reflexionsbeschichtung 9 des stabförmigen Elements 12 in einem 90° -Winkel nach unten reflektiert wird und durch den transparenten Submountwafer 1 hindurchtritt. Eine Monitordiode 13 kann entweder hinter dem Halbleiterlaser 6 angeordnet werden und detektiert somit den geringen Anteil der durch den rückwärtigen Resonatorspiegel hindurchtretenden Laser- Strahlung. Sie kann auch jenseits des optischen Prismenelements 2b angeordnet werden und detektiert somit den geringen Anteil der durch die Reflexionsbeschichtung 9 hindurchtretenden Strahlung.
Der Lichtempfänger 11, vorzugsweise eine Empfängerdiode, wie ein PIN-Diode, kann einen in der Lichtleitfaser 23 (s. Fig. 1) ankommenden Empfangsstrahl detektieren, wobei beispielsweise ein geringer Anteil durch die Reflexionsbeschichtung 9 hindurchtritt und auf den Lichtempfänger 11 auftrifft. In ei- nem kombinierten Sende-/Empfangs-Bauelement kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Reflexionsbeschichtung 9 eine wellenlängenabhängige Reflektivität und Transmissivität auf- weist, so daß beispielsweise ein Sendestrahl bei einer ersten Wellenlänge eine hohe Reflektivität erfährt, während ein Empfangsstrahl bei einer zweiten Wellenlänge eine hohe Trans- missivität der Reflexionsbeschichtung 9 erfährt.
Schließlich kann die in der Fig. 7 dargestellte, fertigprozessierte Sende-Baugruppe, wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben, zur Bildung eines kompletten Sende- Bauelements oder kombinierten Sende-/Empfangs-Bauelements mit einer Montageplattform 25 verbunden werden, indem der transparente Submountwafer 1 auf eine Oberfläche der Montageplattform 25 aufgeklebt wird. Auf die gegenüberliegende Oberfläche der Montageplattform 25 kann eine optische Strahlführungseinrichtung, wie ein Strahlumlenkreceptacle mit Faseranschluß, montiert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Herstellungsverfahren für eine optische Sende-Baugruppe, wobei b) zunächst ein transparenter Submountwafer (1) und ein
Glaswafer (2) an ihren Hauptoberflächen miteinander verbunden werden, b) anschließend in dem Glaswafer (2) eine Ausnehmung (20) geformt wird, die mindestens eine Seitenwand (5) auf- weist, die im wesentlichen einen 45° -Winkel mit der Oberfläche des Submountwafers (1) bildet, c) danach auf dem Submountwafer (1) ein Halbleiterlaser (6) derart montiert wird, daß er im Betrieb ein Strahlungsbündel in den Glaswafer (2) in Richtung auf die minde- stens eine Seitenwand (5) der Ausnehmung (20) aussendet, und d) die mindestens eine Seitenwand (5) der Ausnehmung (20) derart beaufschlagt wird, daß sie für das Strahlungsbündel hochreflektierend wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die im Verfahrensschritt b) geformte Ausnehmung (20) V-förmig ist und von den gegenüberliegenden Seitenwänden (5) mindestens eine wie im Verfahrensschritt d) beaufschlagt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - die sich gegenüberliegenden Seitenwände (5) der V-förmigen Ausnehmung (20) im wesentlichen einen 90° -Winkel miteinander bilden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß vor dem Verfahrensschritt a) in die mit dem Submountwafer (1) zu verbindende Hauptoberfläche des Glaswafers (2) Ausnehmungen (3) geformt werden, so daß der Glaswafer (2) im Bereich der Ausnehmungen (3) im Verfahrens- schritt a) nicht mit dem Submountwafer (2) verbunden wird, und - nach dem Verfahrensschritt a) oder dem Verfahrensschritt b) die über den Ausnehmungen (3) befindlichen Bereiche des Glaswafers (2) vorzugsweise durch Sägen entfernt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Verfahrensschritt b) die V-förmige Ausnehmung (20) dadurch geformt wird, daß mittels eines V-förmigen Sägeblattes, wie eines Trennschleifblattes oder dergleichen, ein V-förmiger Graben in dem Glaswafer (2) erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die V-förmige Ausnehmung (20) zuerst mit einem grobkör- nigen Trennschleifblatt vorgesägt und anschließend mit einem feinkörnigen Trennschleifblatt nachgesägt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - im Verfahrensschritt d) in die V-förmige Ausnehmung (20) ein im Querschnitt im wesentlichen rechtwinklig-dreieckiges stabformiges Element (12) mit einer horizontalen oberen Auflagefläche eingebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß vor dem Einbringen des stabförmigen Elements (12) eine seiner gleichseitigen Seitenwände mit einer Reflexions- beschichtung (9) versehen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das stabförmige Element zunächst als im Querschnitt rechteckiger Stab (7) geformt wird und dann vor oder nach dem Einbringen in die V-förmige Ausnehmung (20) ein Bereich des Stabes (7) auf der dem Submountwa- fer (1) abgewandten Seite derart abgetragen wird, daß eine horizontale Auflagefläche (10) gebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - auf der Auflagefläche (10) ein Lichtempfänger (11) angeordnet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - der Stab (7) dadurch gewonnen wird, daß ein Glaswafer (16) auf einer Hauptoberfläche mit einer Reflexionsbeschichtung (9) versehen wird und in eine 7Anzahl von Stäben (7) zerteilt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stab (7) zur Bildung der horizontalen Auflagefläche (10) abgeschliffen und die gebildete Fläche anschließend poliert wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Submountwafer (1) aus einem Halbleiter, insbesondere Silizium, gebildet ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das stabförmige Element (12) oder der Stab (7) in die V- förmige Ausnehmung (20) eingeklebt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zu einem beliebigen Zeitpunkt nach Durchführung des Verfahrensschrittes a) Abschnitte des Submountwafers (1) außerhalb des zu formenden oder des bereits geformten Strahlumlenkabschnittes durch Entfernen entsprechender Bereiche des Glaswafers (2) freigelegt werden, und auf diesen Abschnitten der Halbleiterlaser (6) und gegebenenfalls eine Monitordiode (13) montiert werden.
EP01909501A 2000-01-20 2001-01-15 Herstellungsverfahren für eine optische sendebaugruppe Withdrawn EP1252541A2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10002329 2000-01-20
DE10002329A DE10002329A1 (de) 2000-01-20 2000-01-20 Herstellungsverfahren für eine optische Sende-Baugruppe
PCT/DE2001/000229 WO2001053868A2 (de) 2000-01-20 2001-01-15 Herstellungsverfahren für eine optische sendebaugruppe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1252541A2 true EP1252541A2 (de) 2002-10-30

Family

ID=7628154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01909501A Withdrawn EP1252541A2 (de) 2000-01-20 2001-01-15 Herstellungsverfahren für eine optische sendebaugruppe

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6693312B2 (de)
EP (1) EP1252541A2 (de)
DE (1) DE10002329A1 (de)
WO (1) WO2001053868A2 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10002329A1 (de) * 2000-01-20 2001-08-02 Infineon Technologies Ag Herstellungsverfahren für eine optische Sende-Baugruppe
AU2002360892A1 (en) * 2002-12-04 2004-06-23 Infineon Technologies Ag Bidirectional emitting and receiving module
US7136552B2 (en) * 2003-06-19 2006-11-14 Emcore Corporation TO-packaged optic-fiber receiving interface and method
US7011455B2 (en) * 2003-06-19 2006-03-14 Emcore Corporation Opto-electronic TO-package and method for laser
EP2880692A4 (de) * 2012-08-03 2016-08-31 Hoya Corp Usa Substrat für optoelektronische, optische oder photonische komponenten
US10283018B1 (en) 2018-05-11 2019-05-07 Jack B. Martin Sign manufacturing system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61121014A (ja) * 1984-11-16 1986-06-09 Nec Corp 光・電気混成集積回路
DE3819811A1 (de) * 1988-06-10 1989-12-14 Bosch Gmbh Robert T-koppler fuer lichtwellenleiter
JPH0513749A (ja) * 1991-06-28 1993-01-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光接続回路
DE4211899C2 (de) * 1992-04-09 1998-07-16 Daimler Benz Aerospace Ag Mikrosystem-Laseranordnung und Mikrosystem-Laser
DE59305898D1 (de) 1993-12-22 1997-04-24 Siemens Ag Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
US5439647A (en) * 1994-02-25 1995-08-08 Fiberchem, Inc. Chip level waveguide sensor
KR100236432B1 (ko) * 1996-07-31 1999-12-15 미야즈 쥰이치로 광학 편광기, 이의 제조 방법 및 광학 편광기 제조용 블레이드
DE19810624A1 (de) * 1998-03-12 1999-09-16 Bosch Gmbh Robert Elektrooptisches Modul
DE10002329A1 (de) * 2000-01-20 2001-08-02 Infineon Technologies Ag Herstellungsverfahren für eine optische Sende-Baugruppe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0153868A3 *

Also Published As

Publication number Publication date
US6693312B2 (en) 2004-02-17
US20030057443A1 (en) 2003-03-27
WO2001053868A3 (de) 2002-03-21
DE10002329A1 (de) 2001-08-02
WO2001053868A2 (de) 2001-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0735397B1 (de) Mikrooptische Vorrichtung zum Umformen von Strahlenbündeln einer Laserdiodenanordnung sowie Verfahren zur Herstellung dieser Vorrichtung
DE19640423C1 (de) Optoelektronisches Modul zur bidirektionalen optischen Datenübertragung
EP0660467A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19932430A1 (de) Opto-elektronische Baugruppe, Bauteile für diese Baugruppe sowie Verfahren zur Herstellung der Baugruppe
EP0423513B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Laserwafers
EP0421118A1 (de) Optisches Koppelelement mit einer konvexen Mikrolinse
EP0929836B1 (de) Verfahren zum herstellen eines strahlteilerformkörpers und verwendung des strahlteilerformkörpers in einem optoelektronischen modul
EP1252541A2 (de) Herstellungsverfahren für eine optische sendebaugruppe
DE10339220B4 (de) Spiegel für eine Ablenkeinheit in einem Lasersystem, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Ablenkeinheit für ein Lasersystem
EP0970024B1 (de) Verfahren zum herstellen eines glaskörpers mit mindestens einer ausnehmung
DE4313492C1 (de) Anordnung zur Ankopplung eines optoelektronischen Empfangselementes an ein optoelektronisches Sendeelement
EP0903823B1 (de) Laserbauelement mit einem Laserarray und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102004038530B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer optischen Verbindung zwischen einem optoelektronischen Bauelement und einem Lichtwellenleiter
WO2014026951A1 (de) Verfahren zur herstellung eines halbleiter-laserelements und halbleiter-laserelement
DE19706276B4 (de) Halbleiterlaser-Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterlaser-Vorrichtung
DE102018214803B4 (de) Vorrichtung zum Einkoppeln elektromagnetischer Wellen in einen Chip
DE10248769B3 (de) Optische Anordnung zur geometrischen Strahlformung eines Strahlprofils und Verfahren zur Herstellung derselben
WO2015024861A1 (de) Laserbauelementeverbund und verfahren zum herstellen eines laserbauelements
DE10313606A1 (de) Mechanische Mikrostrukturierung eines Halbleiterchips
DE102008055128A1 (de) Faserträger für eine Lichtleitfaser und Laseranordnung mit einem derartigen Faserträger
DE102022100008B4 (de) Strukturierter Wafer und damit hergestelltes optoelektronisches Bauteil
EP1464084A1 (de) Photodiodenanordnung und verfahren zur herstellung einer verbindung zwischen einem ersten halbleiterbauelement und einem zweiten halbleiterbauelement
DE19519059A1 (de) Anordnung zur Ankopplung eines Lasers
DE102008051625B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines Bauelements mit einem optischen Koppelfenster
EP1476776B1 (de) Strahlführendes und/oder frequenzkonvertierendes optisches system sowie verfahren zur herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20020621

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: WEIGERT, MARTIN

Inventor name: DIETRICH, RALF

Inventor name: KAEMPF, MATHIAS

Inventor name: GRAMANN, WOLFGANG

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB LI

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20060801