JP2000208871A - 導波路型光素子，導波路型光素子の製造方法，光モジュ―ル，及び光モジュ―ルの製造方法 - Google Patents

導波路型光素子，導波路型光素子の製造方法，光モジュ―ル，及び光モジュ―ルの製造方法

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optical waveguide
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    • H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高歩留まり及び高スループットの導波路型光
素子及び導波路型光素子の製造方法と光モジュール及び
光モジュールの製造方法とを提供する。 【解決手段】 光機能素子１０において，基板１０２上
に形成された光導波路１２とバンパ構造１４とは，とも
に積層構造を有しており相互に略同一の積層方向を持つ
が，バンパ構造１４の方が光導波路１２よりも基板１０
２上に高く立設されている。かかるバンパ構造１４と光
導波路１２との高さの差により，素子表面１６の光導波
路１２の上方部分に溝状の凹み２０が形成される。かか
る凹み２０の深さは，上部電極１２４の凹み２０に設置
される部分の厚さより大きい。したがって，バンパ構造
１４の上方部分１６ａがバンパとして機能し，外部部材
は，上部電極１２４の凹み２０に設置される部分に接触
し難くなる。結果として，光機能素子１０においては，
光導波路１２に応力を発生させる上部電極１２４への直
接的な外力印加が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，導波路型光素子，
導波路型光素子の製造方法，光モジュール，及び光モジ
ュールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，導波路型光素子には，”「高信頼
性１．３μｍリッジ導波路型ＭＱＷレーザ」，松本他，
１９９３年電子情報通信学会（春）予稿集Ｃ−１５９，
ｐ．４−１９５”に開示されたものがある。本従来文献
に開示された導波路型光素子は，メサストライプの両脇
をポリイミドで埋め込んだ構成のＭＱＷレーザである。
【０００３】本従来文献の記載によれば，かかる構成を
採用することで，導波路型光素子について，高温動作で
の駆動電流の特性劣化の抑制，量産性の向上，及び良好
な特性が実現されている。
【０００４】また，従来の光モジュールには，”「表面
実装型ＷＧ−ＰＩＮ−ＰＤを用いた２．４Ｇｂ／ｓ小型
光受信モジュール」，Ｍ．Ｔａｃｈｉｇｏｒｉ他，１９
９７年電子情報通信学会（春）予稿集Ｃ−３−１６２，
ｐ．３４７”に開示されたものがある。本従来文献に開
示された光モジュールでは，Ｓｉキャリアの電極上の一
部にＳｉＯ２膜がテラス状に成膜されている。さらに，
本従来文献に開示された光モジュールでは，テラス状の
ＳｉＯ２膜の表面とＷＧ−ＰＩＮ−ＰＤの外縁部とを実
装基準面として，ＷＧ−ＰＩＮ−ＰＤがＳｉキャリアに
実装されている。
【０００５】即ち，かかる従来の光モジュールにおいて
は，Ｓｉキャリア上に金属電極が形成され，更に，該金
属電極の一部分にＳｉＯ２がテラス状に形成されてい
る。そして，該テラス状のＳｉＯ２の上面をキャリア側
の実装基準面として使用している。本従来文献の記載に
よれば，かかる構成を採用することで，光モジュールに
ついて，サブμｍオーダの実装精度が，安定して得られ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来の導波路型光素子においては，光導波路への電力供給
のために，素子表面において光導波路の略直上に当たる
部分に上部電極が設置される。従来の導波路型光素子で
は，略平坦な形状の素子表面に該上部電極を設置してい
たため，素子表面において上部電極が凸状に突出する構
成となる。したがって，製造段階や検査段階で行われる
素子表面に対する各種の機械的な操作によって，上部電
極に外力が印加され易い。結果として，従来の導波路型
光素子には，歩留まり向上や製品価格の低減等の点で，
例えば以下に説明するような種々の課題が存在する。
【０００７】例えば，通常の導波路型光素子の製造方法
では，素子裏面への下部電極の形成前に，基板の厚さを
調整する目的で，チップ化前の半導体ウェハに対して裏
面研磨が行われる。一般に，半導体ウェハの裏面研磨
は，ウエハ表面を研磨冶具に接着し（通常はワックスが
使用される。），ウェハ裏面を露出させた状態で行われ
る。
【０００８】かかるウェハ表面の研磨治具への接着に際
して，ウェハ表面の最上面となる上部電極の上面は，直
接研磨治具に接触する。結果として，上部電極に外力が
印加され，光導波路に応力が集中的に生じることとな
り，光導波路内部に傷や欠陥（例えば歪み）が生じる可
能性がある。かかる応力の集中は，特に，光導波路に応
力がかかり易い構造を持つリッジ導波路型光素子におい
て，重大な問題となる。
【０００９】さらに，通常の導波路型光素子の製造方法
では，半導体ウェハを所定の位置で劈開し，劈開面に光
導波路の切断面を表出させる。導波路型光素子の完成品
においては，一般に，かかる切断面が光の入出力面とし
て使用される。したがって，半導体ウェハの劈開面に
は，端面反射等を制御するために，例えば誘電体膜等を
コーティングし，所定の反射率・透過率を持つ膜が形成
される。かかるコーティングの際には，電極の導電不良
を防止するために，電極への膜蒸着を防ぐ必要がある。
【００１０】したがって，通常，かかるコーティングの
際には，劈開面以外の部分（劈開後の半導体ウェハの上
面及び裏面）を覆い隠し劈開面のみが露出する状態で，
劈開後の半導体ウェハを固定冶具に固定する。しかしな
がら，特に，リッジストライプ導波路が形成された半導
体ウェハでは，ウェハ表面から凸状に突き出た上部電極
の上面が，固定冶具と直接接触するために，上部電極に
外力が印加され，光導波路に直接応力がかかる。かかる
応力は，上部電極の傷や光導波路内部の亀裂等を生じさ
せる可能性があり，導波路型光素子の歩留まりを低下さ
せる。
【００１１】さらにまた，通常の導波路型光素子の製造
方法では，半導体ウェハを分離して導波路型光素子をチ
ップ化した後に，素子裏面の下部電極にワイヤボンディ
ングを行うために，導波路型光素子のチップをキャリア
に搭載する必要がある。かかるキャリアへの搭載の際に
は，真空吸着コレットでチップの素子表面を吸引し，チ
ップの裏面をキャリアに押しつける。結果として，かか
る工程においても，凸状に突き出た上部電極の上面に直
接外力が印加されることとなり，上部電極の傷や光導波
路内部の亀裂等を生じさせる可能性がある。
【００１２】また，上記従来の光モジュールには，キャ
リアの電極上に別途実装基準用のＳｉＯ２膜が形成され
る。かかるＳｉＯ２膜等の突起状の実装用部材を形成す
ると，キャリア上の設置領域は，平行度が低下する。設
置領域の平行度は実装精度に影響するため，従来の光モ
ジュールは実装精度が低下しやすいといえる。
【００１３】本発明は，従来の導波路型光素子が有する
上記問題点に鑑みてなされたものであり，製造段階や検
査段階において，光導波路に応力がかかる可能性が大幅
に低減され，歩留まり及びスループットの向上が図られ
る，新規かつ改良された導波路型光素子及び導波路型光
素子の製造方法を提供することである。さらにまた，本
発明は，実装精度の高い，新規かつ改良された光モジュ
ール及び光モジュールの製造方法を提供することであ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】従来の導波路型光素子が
有する上記課題を解決するために，請求項１に記載の発
明は，光導波路を有する導波路型光素子であって，前記
光導波路と垂直ではない少なくとも一の素子面には前記
光導波路が実質的に法線方向に位置する領域に所定形状
の凹みが形成されている構成を採用する。
【００１５】かかる構成を有する請求項１に記載の発明
においては，凹みの周囲がバンパとして作用するため，
凹みの底部に外部部材が接触し難くなる。特に，素子面
と外部部材との接触面が凹みよりも十分大きい場合に
は，外部部材が凹み底部に直接接触する可能性は極めて
小さくなる。したがって，請求項１に記載の発明におい
ては，外部部材との接触により素子面に外力が印加され
ても，光導波路に対する該外力の作用が抑えられ，光導
波路に応力が集中する可能性が低減される。
【００１６】一般に，導波路型光素子の製造方法におい
ては，チップ化前のウェハや導波路型光素子のチップ，
或いは導波路型光素子が形成された光集積回路等に様々
な機械的操作が行われる。かかる機械的操作の際には，
例えば固定シートや固定治具或いはコレット等の外部部
材により，導波路型光素子の所定の素子面に外力が印加
される。また，導波路型光素子を光モジュールに適用す
る際には，所定の素子面が実装面として用いられて，該
素子面がキャリアの設置面に張り合わせられる。かかる
実装においては，該実装面に，外部部材との接触による
外力が印加され易い。
【００１７】上述のように，請求項１に記載の発明によ
れば，素子表面への外力印加に起因する光導波路での応
力発生が抑制されるため，光導波路では例えば損傷や歪
み等の内部欠陥が生じ難くなる。結果として，請求項１
に記載の発明によれば，導波路型光素子の歩留まり及び
製品強度の向上を図ることができ，廉価で信頼性の高い
導波路型光素子の提供が可能となる。
【００１８】さらに，請求項２に記載の発明は，前記凹
みは，前記光導波路に沿って形成される溝である構成を
採用する。かかる構成を有する請求項２に記載の発明
は，例えば，ストライプ導波路が形成された導波路型光
素子に適用することができる。ストライプ導波路は，通
常素子表面に対して略平行な筋状の形状を有しており，
横方向の光波閉じ込め効果が高いため，導波路型光素子
に広く適用されている。かかるストライプ導波路を有す
る導波路型光素子に請求項２に記載の発明を適用すれ
ば，溝が沿っている範囲に渡り光導波路の内部欠陥を抑
制することができる。
【００１９】さらにまた，請求項３に記載の発明は，前
記光導波路は，前記凹みが形成された一の素子面の前記
法線方向を実質的に積層方向とする積層型の光導波路で
ある構成を採用する。積層型の光導波路は，積層方向
（縦方向）の光波閉じ込め効果が高く，導波路型光素子
に広く適用されている。特に能動型の導波路型光素子に
おいては，例えば光発生や光増幅や光変調や光吸収等の
様々な光処理を容易に実現できるため，相補型の半導体
からなる第１のクラッド層と第２のクラッド層とによっ
てコア層を挟んだ構成の接合構造を含む積層構造が採用
される。
【００２０】しかし，積層型の光導波路は，構造上積層
方向の力に弱く，積層方向の延長上に形成される素子面
に外力が印加されると，両クラッド層とコア層とに大き
な応力が生じ易い。したがって，積層型の導波路型光素
子においては，光導波路での応力発生の抑制が，製品強
度及び歩留まりの向上に効果的である。以上から，請求
項３に記載の発明によれば，低損失で高効率の光処理が
可能な導波路型光素子において，製品としての強度及び
歩留まりの向上を図ることができる。
【００２１】また，請求項４に記載の発明は，前記凹み
には，前記凹みの深さより小さな厚さの電極が設置され
ている構成を採用する。特に能動型の導波路型光素子に
おいては，光導波路のコアを伝搬する光波に所定の光処
理を施すために，所定の素子面に，コアへの電界印加用
又は電流注入用の電極が設置される。請求項４に記載の
発明においては，素子表面において，凹みの周囲がバン
パとして機能するために，かかる電極への外部部材の接
触を抑制できる。したがって，電極を介した該素子面へ
の外力の印加が抑制され，光導波路での応力発生を大幅
に低減することができる。
【００２２】尚，電極が設置される導波路型光素子に
は，例えば，半導体基板上に下側クラッド層とコア層と
上側クラッド層とオーミックコンタクト層とが順次積み
重ねられた構成の積層型の光導波路を適用することがで
きる。該構成の導波路型光素子には，通常，半導体基板
の下面（下側クラッド層との境界面に対抗する面）とオ
ーミックコンタクト層の上面（上側クラッド層との境界
面に対抗する面）とに独立に電極が設置される。そし
て，設置された電極への外部からの電力供給により，コ
ア層における種々の光処理が実現される。
【００２３】請求項５に記載の発明は，前記光導波路
は，基板の一の面上に形成されており，前記凹みの形成
された一の素子面は，前記光導波路を基準として前記基
板の対抗側に形成されている素子表面である構成を採用
する。積層型の光導波路を有する導波路型光素子の製造
時には，光導波路の材料を基板上に順次成長させる結晶
成長工程が行われる。請求項５に記載の発明は，かかる
工程で使用される基板が除去されずに残されている構成
の導波路型光素子に関する。尚，かかる工程での結晶成
長には，各種エピタキシ法を適用することが好適であ
る。
【００２４】さらに，請求項６に記載の発明は，前記基
板の前記一の面上には，前記光導波路の積層方向と前記
光導波路の進行方向とに実質的に垂直な方向から前記光
導波路を挟み込み，前記一の面から前記光導波路より高
く突出する，バンパ構造が形成されている構成を採用す
る。かかる構成を有する請求項６に記載の発明において
は，バンパ構造と光導波路との一の面を基準とした高さ
の差を利用して，素子表面に凹みを形成することができ
る。
【００２５】さらにまた，請求項７に記載の発明は，前
記バンパ構造は，前記光導波路と実質的に同一の構造に
更に他の層構造を積層した構成を有する構成を採用す
る。かかる構成を有する請求項７に記載の発明は，光導
波路の形成工程を利用して，バンパ構造を形成すること
ができる。したがって，必要以上に製造工程数の増加を
招かずに，製品強度及び歩留まりの向上を図ることがで
きる廉価かつ高信頼性の導波路型光素子の提供が可能と
なる。
【００２６】また，請求項８に記載の発明は，前記光導
波路は，リッジストライプ導波路である構成を採用す
る。積層型のストライプ導波路には，種々の形状のもの
があるが，その一つがリッジストライプ導波路である。
リッジストライプ導波路は，コア層の上側に配される各
層がリッジ状（畝状，凸状）のストライプ形状（以下，
「リッジチャネル」という。）に形成されている積層型
のストライプ導波路である。
【００２７】リッジストライプ導波路は，例えば，上述
した下側クラッド層とコア層と上側クラッド層とオーミ
ックコンタクト層とが順次積み重ねられた構成におい
て，上側クラッド層とオーミックコンタクト層とからリ
ッジチャネルを形成することによって，実現される。
【００２８】一般に，埋め込みへテロ（Ｂｕｒｉｅｄ−
Ｈｅｔｅｒｏ：ＢＨ）構造を初めとする埋め込みストラ
イプ導波路と比較した場合，リッジストライプ導波路
は，必要な結晶成長の回数が少なくかつ簡単に導波路構
造を形成することができる。また，リッジストライプ導
波路は，電気的容量の低減が比較的容易である。したが
って，リッジストライプ導波路は，低価格と高速動作と
が要求される導波路型光素子に，非常に適している。
【００２９】しかし，リッジストライプ導波路は，構造
上光導波路に極めて応力がかかり易い。したがって，請
求項８に記載の発明を適用してリッジストライプ導波路
での応力発生を抑制すれば，低価格と高速動作と製品強
度及び歩留まりの向上とが実現された導波路型光素子を
提供することができる。
【００３０】また，従来の導波路型光素子の製造方法が
有する上記課題を解決するために，請求項９に記載の発
明は，基板上に積層型の光導波路を形成する導波路形成
工程を含む導波路型光素子の製造方法であって，前記導
波路形成工程は，前記基板上に少なくとも光導波路を構
成する各層を順次積層する，第１の工程と，前記光導波
路を構成する各層上に，更に他の層構造を積層する，第
２の工程と，前記他の層構造を部分的に除去することに
より，前記光導波路の形成予定位置の両側に，該両側の
更に外側の他の層構造を残して，前記光導波路の最上層
を構成する層を貫通する溝を形成する，第３の工程と，
前記溝の底部を掘るとともに前記形成予定位置の前記他
の層構造を除去する，第４の工程と，を含む構成を採用
する。
【００３１】かかる構成を有する請求項９に記載の発明
において，第４の工程では，形成予定位置の他の層構造
は除去されるが，更に外側の他の層構造は除去されな
い。したがって，第４の工程の終了時には，形成予定位
置の積層体の両側に，所定の間隔を開けて，該積層体よ
りも高い他の積層体が形成される。ここで，形成予定位
置の積層体から光導波路を形成し，他の積層体からバン
パ構造を形成すれば，請求項７に記載の導波路型光素子
を製造することが可能となる。結果として，請求項９に
記載の発明によれば，スループットが上昇し，歩留まり
が高く廉価な導波路型光素子の製造が可能となる。
【００３２】さらに，請求項１０は，前記第４の工程で
は，前記形成予定位置の前記他の層構造の除去は，前記
溝の底部を掘るエッチングでのサイドエッチングにより
行われる構成を採用する。かかる構成を有する請求項１
０に記載の発明においては，第４の工程における形成予
定位置の他の層構造の除去と溝の底部の堀りとを一の処
理で実施することができる。したがって，請求項１０に
記載の発明によれば，製造工程数を増加させずに，歩留
まりが高く廉価な導波路型光素子の製造が可能となる。
【００３３】また，従来の光モジュールが有する上記課
題を解決するために，請求項１１に記載の発明は，少な
くとも，光導波路を有する導波路型光素子と前記導波路
型光素子が実装されるキャリアとを有する，光モジュー
ルであって，前記導波路型光素子は，実質的に前記光導
波路と垂直ではなく，前記光導波路が実質的に法線方向
に位置しない領域に前記光導波路が実質的に法線方向に
位置する領域よりも突き出た実装基準部が形成されてい
る，素子面を有し，前記キャリアは，前記実装基準部が
突き当てられる設置領域を有する，構成を採用する。
【００３４】かかる構成を有する請求項１１に記載の発
明では，導波路型光素子側に実装基準部を形成すること
により，キャリア側の設置領域には突出する実装用部材
を形成する必要がなくなる。したがって，請求項１１に
記載の発明では，キャリアの設置領域の平行度を極めて
高く保つことができる。
【００３５】結果として，請求項１１に記載の発明にお
いて，導波路型光素子の実装基準部の面精度を高めれ
ば，光モジュールにおける実装精度を容易に高めること
ができる。尚，導波路型光素子の実装基準部は，例えば
結晶成長プロセス等により形成すれば，面精度を高める
ことができる。
【００３６】また，多数の導波路型光素子が実装される
光モジュールでは，キャリアの設置領域に一々実装用突
起部材を形成すると，キャリアの製造工程が複雑化する
とともに導波路型光素子の設計変更への柔軟な対応が困
難となる。上述のように請求項１１に記載の発明におい
ては，キャリアの設置領域には実装用部材を形成する必
要がない。したがって，請求項１１に記載の発明を適用
すれば，キャリアの製造の簡素化と導波路型光素子の設
計変更への柔軟な対応とが期待できる。
【００３７】結果として，請求項１１に記載の発明によ
れば，実装精度及び設計変更への対応の自由度が高く，
キャリアの製造が容易な光モジュールを提供することが
できる。なお，請求項１１に記載の発明には，請求項１
〜８に記載の発明にかかる導波路型光素子を適用するこ
とができる。したがって，請求項１１に記載の発明によ
れば，光モジュールの歩留まり向上及び価格低減をも実
現できる。
【００３８】さらに，請求項１１に記載の発明におい
て，請求項１２に記載の発明のように，前記導波路型光
素子は，前記素子面の第２の領域に設置される素子側電
極を有し，前記キャリアは，前記設置領域以外の領域に
設置され，前記素子側電極に突き当てられて前記素子側
電極と電気的に接続される，キャリア側電極を有し，前
記第２の領域と前記実装基準部との高さの差は，前記素
子側電極と前記キャリア側電極との厚さの和と，実質的
に等しい構成を採用することが好適である。かかる構成
では導波路型光素子のキャリアへの固定と素子電極−キ
ャリア電極間の電気的接続とを同時に実現することがで
きる。
【００３９】また，従来の光モジュールの製造方法が有
する上記課題を解決するために，請求項１３に記載の発
明は，少なくとも，光導波路を有する導波路型光素子を
キャリアに実装する実装工程を含む，光モジュールの製
造方法であって，前記実装工程では，前記導波路型光素
子の実質的に前記光導波路と垂直ではない素子面におい
て，前記素子面の前記光導波路が実質的に法線方向に位
置する第２の領域よりも突き出るように，前記素子面の
前記光導波路が実質的に法線方向に位置しない第１の領
域に形成されている，実装基準部と，前記キャリアの設
置領域と，を突き合わせるように，前記導波路型光素子
を前記キャリアに実装する構成を採用する。かかる構成
の請求項１３によれば，請求項１１に記載の光モジュー
ルを製造することができる。したがって，実装精度の高
い光モジュールを製造することができる。
【００４０】さらに，請求項１４に記載の発明は，前記
導波路型光素子は，更に，前記素子面の第２の領域に設
置される，素子側電極を有し，前記キャリアは，更に，
前記設置領域以外の領域に設置され，前記素子側電極と
突き当てられて前記素子側電極と電気的に接続する，キ
ャリア側電極を有し，前記第２の領域と前記実装基準部
との高さの差は，前記素子側電極と前記キャリア側電極
との厚さの和と，実質的に等しい構成を採用する。かか
る構成を有する請求項１４に記載の発明によれば，請求
項１２に記載の光モジュールを製造することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】以下，本発明の好適な実施の形態
について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。
尚，以下の説明及び添付図面において，略同一の機能及
び構成を有する構成要素については，同一符号を付する
ことにより，重複説明を省略する。
【００４２】（第１の実施の形態）まず，図１〜図１３
を参照しながら，第１の実施の形態について，主に光機
能素子１０を例に挙げて説明する。なお，図１は，光機
能素子１０の概略構成を示す斜視図であり，図２〜図８
は，本実施の形態にかかる製造方法についての説明図で
ある。さらに，図９は，本実施の形態に関する実験結果
についての説明図であり，図１０〜図１３は，光機能素
子１０以外の本実施の形態にかかる導波路型光素子（例
示である。）の概略構成を示す斜視図である。
【００４３】（１）光機能素子１０の概略構成 図１に示すように，本実施の形態にかかる光機能素子１
０は，基板１０２上に１つの光導波路１２と２つのバン
パ構造１４とが形成された構成を有する。かかる光機能
素子１０において，光導波路１２とバンパ構造１４とは
相互に略同一の積層方向を持つ積層構造体であり，バン
パ構造１４の方が光導波路１２よりも基板１０２上に高
く立設される。
【００４４】光機能素子１０においては，以上のように
バンパ構造１４と光導波路１２とに高さの差が設けられ
ることにより，素子表面１６の光導波路１２の上方部分
に本実施の形態にかかる溝状の凹み２０が形成される。
さらに，光機能素子１０において，凹み２０の深さは，
上部電極１２４の凹み２０に設置される部分の厚さより
大きい。したがって，素子表面１６側から光機能素子１
０に接触する物体は，素子表面１６のバンパ構造１４の
上方部分１６ａに接触し，上部電極１２４の凹み２０に
設置される部分には接触し難い。結果として，光機能素
子１０においては，光導波路１２に応力を発生させる上
部電極１２４への直接的な外力印加が抑制される。
【００４５】（２）本実施の形態にかかる製造方法及び
光機能素子１０の詳細な構成 以上説明した概略構成を有する光機能素子１０は，例え
ば，以下に説明する本実施の形態にかかる製造方法によ
って，製造することができる。ここで，本実施の形態に
かかる製造方法は，例えば，以下に説明する８つの製造
工程に大別することができる。
【００４６】（２−ａ）結晶成長工程 本実施の形態にかかる製造方法において，最初の工程
は，第１及び第２の工程に相当する図２に示す結晶成長
工程である。本工程では，第１導電型の基板１０２上
に，第１導電型の下側クラッド層１０４と光ガイド層１
０６と第２導電型の上側クラッド層１０８と第２導電型
のオーミックコンタクト層１１０とキャップ層１１２と
を順次結晶成長させて，ウェハ１００を形成する。
【００４７】ここで，各層の成長には，良好な電気特性
及び良好な光学特性を得るために，エピタキシャル成長
を用いることが好適である。本工程では，例えば成長さ
せる層の材料及び組成や形成する素子の種類或いは製造
コスト等の様々な条件を考慮し，各種のエピタキシ法か
ら適切なものを選択して用いることが可能である。尚，
エピタキシ法は，一般に，分子線エピタキシ法，気相エ
ピタキシ法，液相エピタキシ法，及び固相エピタキシ法
に大別される。
【００４８】本工程についてより詳細に説明すると，ま
ず，例えばｎ−ＩｎＰから成る基板１０２の上面に，例
えばｎ−ＩｎＰの結晶を成長させて，所定の厚さＴ１の
下側クラッド層１０４を形成する。次いで，下側クラッ
ド層１０４の上面に，例えばｕｎｄｏｐｅｄ ＩｎＧａ
ＡｓＰの結晶を成長させて，所定の厚さＴ２の光ガイド
層１０６を形成する。さらに，光ガイド層１０６の上面
に，例えばｐ−ＩｎＰの結晶を成長させて，所定の厚さ
Ｔ３の上側クラッド層１０８を形成する。
【００４９】さらにまた，かかる上側クラッド層１０８
の上面に，例えばｐ＋−ＩｎＧａＡｓの結晶を成長させ
て，所定の厚さＴ４のオーミックコンタクト層１１０を
形成する。さらに，オーミックコンタクト層１１０の上
面に，例えばｐ−ＩｎＰの結晶を成長させて，所定の厚
さＴ５のキャップ層１１２を形成する。結果として，図
２に示すウェハ１００が形成される。
【００５０】ここで，ウェハ１００の各層の厚さは，例
えば材料及び組成や形成する素子の種類或いは製造コス
ト等の様々な条件を考慮して，適切な組み合わせにする
ことが可能である。具体的には，例えば，Ｔ１（下側ク
ラッド層１０４）が１μｍでありＴ２（光ガイド層１０
６）が０．２μｍでありＴ３（上側クラッド層１０８）
が１μｍでありＴ４（オーミックコンタクト層１１０）
が０．２μｍでありＴ５（キャップ層１１２）が１μｍ
である組み合わせが可能である。
【００５１】（２−ｂ）エッチングマスク形成工程 本製造方法において，２番目の工程は，図３に示すエッ
チングマスク形成工程である。本工程では，ウェハ１０
０の表面２６（即ち，キャップ層１１２の上面）に，所
定の間隔Ｗｓで第１マスク１１４ａと第２マスク１１４
ｂとを形成する。ここで，第１マスク１１４ａは，ウェ
ハ１００の表面２６側から光導波路１２（図１）の形成
予定位置２２を覆うように，所望のリッジ幅Ｗａで，ス
トライプ状に形成される。また，第２マスクは，ウェハ
１００の表面２６側からバンパ構造１４（図１）の形成
予定位置２４を覆うように，第１マスク１１４ａの幅Ｗ
ａよりも十分大きな幅Ｗｂで，ストライプ状に形成され
る。
【００５２】尚，本実施の形態において，第１マスク１
１４ａと第２マスク１１４ｂとの形成は，例えば，フォ
トリソグラフィにより誘電体膜をパターンニングして，
実施することができる。また，本工程においては，第１
マスク１１４ａの幅Ｗａを例えば約３μｍとし，第１マ
スク１１４ａと第２マスク１１４ｂとの間隔Ｗｓを例え
ば約１０μｍとすることが可能である。
【００５３】（２−ｃ）第１のメサ形成工程 本製造方法において，３番目の工程は，第３の工程に相
当する図４に示す第１のメサ形成工程である。本工程で
は，第１マスク１１４ａと第２マスク１１４ｂとから成
るマスクパターンを用いて，ウェハ１００に対して第１
のエッチングを施す。本工程において，第１のエッチン
グは，いわゆるメサエッチングであり，ウェハ１００の
表面２６が露出した部分に対し，主としてウェハ１００
の深さ方向を進行方向として，少なくともオーミックコ
ンタクト層１１０を貫通する深さまで行われる。
【００５４】結果として，形成予定位置２２の両側それ
ぞれには，少なくとも上側クラッド層１０８まで達する
溝１１６が形成され，また，形成予定位置２２には，メ
サ状の積層体３２が形成される。尚，本工程において，
第１のエッチングとしては，例えばドライエッチングを
適用することができる。本工程に適用可能なドライエッ
チングには，例えば，塩素（Ｃｌ）とアルゴン（Ａｒ）
との混合ガスを用いたプラズマエッチングがある。
【００５５】（２−ｄ）第２のメサ形成工程 本製造方法において，４番目の工程は，第４の工程に相
当する図５に示す第２のメサ形成工程である。本工程で
は，ウェハ１００に対して，溝１１６の下方の上側クラ
ッド層１０８と積層体３２のキャップ層１１２とを除去
するために，第２のエッチングを施す。
【００５６】本工程において，第２のエッチングでは，
サイドエッチングによって，溝１１６側部のキャップ層
１１２が横方向からエッチングされる。ウェハ１００に
おいて，第２マスク１１４ｂの幅Ｗｂは，該サイドエッ
チングのエッチング量より十分大きく形成されている
が，第１マスク１１４ａの幅Ｗａは，該サイドエッチン
グのエッチング量に比べて小さく形成されている。した
がって，該サイドエッチングが進行すると，形成予定位
置２４のキャップ層１１２は完全には除去されないが，
積層体３２のキャップ層１１２は両横方向からエッチン
グされて最終的に除去される。
【００５７】この様に積層体３２のキャップ層１１２が
除去されると，積層体３２上に形成された第１マスク１
１４ａもリフトオフにより除去される。故に，形成予定
位置２２の両側に光ガイド層１０６の上面まで達する溝
部１１８が形成されると同時に，形成予定位置２２に上
側クラッド層１０８とオーミックコンタクト層１１０と
から構成されるメサストライプ４２が形成される。
【００５８】結果として，ウェハ１００には，かかるメ
サストライプ４２とメサストライプ４２下方の光ガイド
層１０６及び下側クラッド層１０４とから，光導波路１
２が形成される。同時に，ウェハ１００には，溝部１１
８を隔てて光導波路１２と並び，下側クラッド層１０４
と光ガイド層１０６と上側クラッド層１０８とオーミッ
クコンタクト層１１０とキャップ層１１２とから構成さ
れる，本実施の形態にかかるバンパ構造１４が形成され
る。
【００５９】尚，本工程においては，第２のエッチング
として，例えば，ウェットエッチングを適用することが
できる。本製造方法においてキャップ層１１２が上述の
ようにＩｎＰから形成される場合，第２のエッチングに
適用可能なウェットエッチングには，例えば，塩酸（Ｈ
Ｃｌａｑ）を含む液や臭化水素（ＨＢｒ）と酢酸（ＣＨ
３ＣＯＯＨ）との混合液のように，ＩｎＰのみをエッチ
ングする溶液を用いることができる。
【００６０】（２−ｅ）埋め込み工程 本製造方法において，５番目の工程は，図６に示す埋め
込み工程である。本工程では，第２マスク１１４ｂを全
て除去した後，ウエハ１００全体に電気的絶縁材料をコ
ーティングして，所定の厚さＴ６のパッシベーション膜
１２０を形成し，更に，溝部１１８に埋め込み層１２２
を形成する。結果的に，本工程では，ウェハ１００の光
導波路１２の上方に，本実施の形態にかかる凹み２０が
形成される。
【００６１】ウェハ１００では，パッシベーション膜１
２０によって，光導波路１２の光ガイド層１０６が外部
から電気的に保護される。また，ウェハ１００では，埋
め込み層１２２によって光導波路１２の変形等が防止さ
れる。結果的に，本製造方法において，最終的にウェハ
１００から切り出される光機能素子１０（図１）につい
て，安定した高温動作や信頼性の向上等が実現される。
【００６２】尚，本実施の形態において，パッシベーシ
ョン膜１２０の厚さＴ６は，例えば０．２μｍとするこ
とができる。また，パッシベーション膜１２０は，例え
ば所定の誘電体から形成することができる。さらに，埋
め込み層１２２は，例えばポリイミドから形成すること
ができる。
【００６３】（２−ｆ）上部電極形成工程 本製造方法において，６番目の工程は，図７に示す上部
電極形成工程である。本工程では，メサストライプ４２
上（即ち凹み２０底部）に，パッシベーション膜１２０
を除去した後に所定の厚さＴ７の上部電極１２４を形成
する。かかる上部電極１２４の形成によって，光導波路
１２では，オーミックコンタクト層１１０を介した上側
クラッド層１０８への電力供給が可能となる。
【００６４】ここで，本実施の形態において，上部電極
１２４の厚さＴ７は，該厚さＴ７と溝部１１８底面から
のメサストライプ３２の高さ（Ｔ３＋Ｔ４）との和（Ｔ
３＋Ｔ４＋Ｔ７）が，パッシベーション膜１２０の厚さ
Ｔ６と溝部１１８底面からのバンパ構造１４の高さ（Ｔ
３＋Ｔ４＋Ｔ５）との和（Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６）に
比べて，小さいか若しくは等しくなるように設定され
る。本実施の形態においては，上述したＴ１〜Ｔ６の数
値例を採用した場合，上部電極１２４の厚さＴ７を，例
えば約０．５μｍとすることができる。
【００６５】（２−ｇ）下部電極形成工程 本製造方法において，７番目の工程は，図８に示す下部
電極形成工程である。本工程では，基板１０２を所望の
厚さとするために基板１０２の裏面を研磨し，研磨後の
該裏面に，上部電極１２４と反対の極性を有する下部電
極１２６を形成する。かかる下部電極１２６の形成によ
って，基板１０２を介した下側クラッド層１０４への電
力供給が可能になる。
【００６６】尚，本実施の形態において，上述のウェハ
１００の材料構成を採用する場合には，オーミック接触
を得るために，上部電極１２４の極性をｐ型として下部
電極１２６の極性をｎ型とすることが好適である。
【００６７】本製造工程においては，以上説明した７工
程を経て，光導波路１２の光ガイド層１０６において，
電流注入や電界の印加による例えば電場や磁場或いは温
度等の物理的なパラメータの変化が実現可能となり，光
導波路１２の所定の光処理機能が実現される。
【００６８】（２−ｈ）製品化工程 本製造工程において，８番目の工程は，製品化工程であ
る。本工程では，まず，ウェハ１００を所望の長さで短
冊状に劈開して，素子群が並列に配されたバーウェハ
（図示せず。）を形成する（劈開工程）。次に，バーウ
ェハの露出した劈開面に所定の端面処理を施して（端面
処理工程），その後にバーウェハをチップ化する（チッ
プ化工程）。最後に，上部電極１２４及び下部電極１２
６を相互に独立に電力供給手段（図示せず。）と接続す
る（接続工程）。
【００６９】より詳細に本工程について説明すると以下
のようになる。まず，本工程の劈開工程では，最初に，
ウエハ１００に，所定の結晶方向に沿って引っかき傷を
つけておく。次に，薄くて弛なるシート状のものでウエ
ハ１００をサンドイッチし，劈開したい場所にのみ応力
を掛ける。このとき，引っかき傷を始点として結晶方向
にウエハ１００が割れる。これを，繰り返すことで，半
導体ウエハは短冊状に劈開されて，バーウェハ（図示せ
ず。）が形成される。
【００７０】次に，本工程の端面処理工程では，バーウ
ェハの一方の劈開面に，所望の反射率を有する膜を形成
し，バーウェハの他方の劈開面にも，適切な反射率を有
する膜を形成する。次に，チップ化工程では，例えばダ
イシングにより，バーウェハから，図１に示す本実施の
形態にかかる光機能素子１０を一個一個のチップに分離
する。次の接続工程では，以上説明したように形成され
た光機能素子１０を，キャリアに搭載して下部電極１２
６を電力供給手段（図示せず。）と接続して，上部電極
１２４に金属ワイヤ（リード線）をボンディングする。
【００７１】（３）光機能素子１０の動作 次に，以上のように形成された本実施の形態にかかる光
機能素子１０の動作について，図１を参照しながら説明
する。光機能素子１０の動作時には，上部電極１２４と
下部電極１２６との間に所定のバイアス電圧を印加する
ことにより，光導波路１２の光ガイド層１０６での光波
閉じ込め効果及び所定の光処理機能が実現される。
【００７２】また，バイアス電圧と同時に上部電極１２
４と上部電極１２６との間に所定の電気信号を印加すれ
ば，光導波路１２の光ガイド層１０６に所定の変化が生
じる。したがって，光導波路１２を伝搬する光波は，光
ガイド層１０６に該変化に対応した所定の処理を施され
て，光機能素子１００の第１劈開面１８ａ又は第２劈開
面１８ｂに表出している光導波路１２の端面から出力さ
れる。
【００７３】ここで，発明者が行った，本実施の形態に
かかる製造方法の第１のメサ形成工程（２−ｃ）及び第
２のメサ形成工程（２−ｄ）についての実験結果を説明
する。本実験において，発明者は，第１のエッチングと
して，塩素とアルゴンの混合ガスを用いた反応性イオン
エッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎ
ｇ；ＲＩＥ）により，深さ約１．５μｍのエッチングを
行った。また，本実験において，発明者は，第２のエッ
チングとして，約５℃に冷やした臭化水素（ＨＢｒ）と
酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）との１：１混合液を用いる約３
分間のエッチングを行った。本実験において，エッチン
グの底面は，光ガイド層まで完全に到達した。また，こ
のとき，幅３μｍのメサストライプのキャップ層６０
は，左右両方向からエッチングされて，誘電体マスク１
１４ａごと除去された。
【００７４】図９には，本実験の結果を説明するため
に，臭化水素（ＨＢｒ）と酢酸（ＣＨ ３ＣＯＯＨ）のエ
ッチングレートを示す。図９によれば，横方向のエッチ
ング（サイドエッチング）のエッチング量は約１分１５
秒で１．５μｍに達しており，従って，幅３μｍのメサ
ストライプのキャップ層は約１分１５秒程度で除去され
る。
【００７５】（４）本実施の形態の効果 以上説明したように，本実施の形態にかかる光機能素子
１０においては，溝部１１８の底面は光ガイド層１０６
の直上と一致している。したがって，素子表面１６にお
いて，光が導波する光導波路１２上方部分の光ガイド層
１０６からの高さは，例えば上述の数値例によれば，１
μｍ（上側クラッド層１０８）＋０．２μｍ（オーミッ
クコンタクト層１１０）＋０．５μｍ（凹み２０に設置
された上部電極１２４）＝約１．７μｍである。
【００７６】一方，素子表面１６において，バンパ層構
造１４の上方部分１６ａの光ガイド層１０６からの高さ
は，例えば上述の数値例によれば，１μｍ（上側クラッ
ド層１０８）＋０．２μｍ（オーミックコンタクト層１
１０）＋１μｍ（キャップ層１１２）＋０．２μｍ（パ
ッシベーション膜１２０）＝２．４μｍ程度である。し
たがって，素子表面１６では，バンパ構造１４の上方部
分１６ａの方が凹み２０の底部（光導波路１２の上方部
分）に設置される上部電極１２４よりも高く突き出して
いることがわかる。
【００７７】結果として，光機能素子１０では，凹み２
０の幅，即ち光導波路１２の幅（例えば３μｍ）と溝の
幅（例えば２×１０μｍ）との合計（例えば２３μｍ）
よりも大きい物体は，バンパ構造１４によって遮られ
て，上部電極１２４に直接接触することはできない。
【００７８】通常，半導体光機能素子チップをキャリア
にボンディングするときに用いるチップ吸引装置の先端
部は，１００μｍ以上の直径を持っている。また，それ
以外の物，例えば端面コーティングの際に，半導体チッ
プやバーウェハを固定する治具は，半導体チップとの接
触面が通常１００μｍ２以上の平坦な面である。したが
って，製品化工程において，チップ吸引装置の先端部や
治具の面等は，上部電極１２４に直接接触することはな
い。
【００７９】即ち，本実施の形態においては，ウェハを
劈開して導波路端面を形成する劈開工程においては，ウ
エハ上面にあてがわれる物（例えば透明なシートなど）
が直接メサストライプに接触せず，劈開工程で露出する
端面に透明なシートが削り取られた片が付着しない。結
果として，本実施の形態によれば，劈開工程における歩
留まり劣化を低減することができる。
【００８０】また，本実施の形態においては，研磨工程
・端面膜形成工程および組立工程・検査工程におけるチ
ップボンディング時のチップの着脱・搬送・キャリアへ
の固定などを行う場合において，上部電極やリッジ導波
路自体に応力を与えずに済む。したがって，それらの工
程においてチップの特性・信頼性を損なうことが無くな
ると共に，歩留まり劣化を抑制することができる。
【００８１】また，本実施の形態にかかる導波路型光素
子の製造方法では，第２のメサ形成工程で，メサストラ
イプ上のエッチングマスクは自動的にリフトオフされ
る。従って，従来の製造方法におけるエッチングマスク
を除去する工程は省かれる。つまり，プロセスの工程が
簡略化される。
【００８２】結果として，本実施の形態によれば，チッ
プのスループット向上に適した導波路型光素子の構造を
提供し，製造に関わるコストを大幅に低減することがで
きる。
【００８３】（５）本実施の形態にかかる他の導波路型
光素子及び他の導波路型光素子の製造方法 なお，本実施の形態は，図１に示す光機能素子１００以
外にも，図１０に示す光機能素子１０ａや図１１に示す
光機能素子１０ｂ或いは図１２に示す光機能素子１０ｃ
や図１３に示す光機能素子１０ｄ等にも適用することが
できる。ここで，図１０に示す光機能素子１０ａと図１
１に示す光機能素子１０ｂとは，本実施の形態にかかる
他のリッジ導波路型光素子である。また，図１２に示す
光機能素子１０ｃと図１３に示す光機能素子１０ｄと
は，本実施の形態にかかる埋め込み導波路型光素子であ
る。
【００８４】（５−ａ）光機能素子１０ａ 図１０に示す光機能素子１０ａは，図１に示す光機能素
子１０に類似する構成を有するが，図１に示す光機能素
子１０とは凹み２０の形状が相違する。即ち，図１０に
示すように，光機能素子１０ａにおいて，素子表面１６
上でみた場合の凹み２０の形状は，素子表面１６におい
て，光導波路１２上方部分とバンパ構造１４のボンディ
ング部１２４ａ下方に配される部分の一部とを覆う，凸
形状とされている。光機能素子１０ａでは，凹み２０が
凸形状とされることにより，凸形状の上部電極１２４が
凹み２０内に完全に収容される。
【００８５】尚，ボンディング部とは，上部電極におい
て，金属ワイヤがボンディング接続される部分である。
かかるボンディング部は，ワイヤボンディング時に外力
や熱等が印加されるため，通常は，光導波路上方部分に
配置されず光導波路上方部分から側方に張り出すように
形成される。
【００８６】本実施の形態にかかる製造方法によって光
機能素子１０ａを製造するには，例えば，図３に示すマ
スク形成工程（２−ｂ）で形成予定位置２４上方に第２
マスク１１４ｂを部分的に抜いた形状で形成し，図４に
示す第１のメサ形成工程で溝１１６（２−ｃ）を形成す
るとともに形成予定位置２４のキャップ層２６も部分的
にエッチングすれば良い。また，例えば，凹み２０のボ
ンディング部１２４ａ下方部分を他の工程で形成しても
良い。
【００８７】（５−ｂ）光機能素子１０ｂ 図１１に示す光機能素子１０ｂは，図１０に示す光機能
素子１０ａに類似する構成を有するが，図１０に示す光
機能素子１０ａとは溝部１１８の深さが相違する。即
ち，図１１に示すように，光機能素子１０ｂにおいて
は，溝部１１８が光ガイド層１０８を貫通し下側クラッ
ド層１０６まで達している。かかる構成の光機能素子１
０ｂでは，光導波路１２の光ガイド層１０６が両側から
埋め込み層１２２によって挟み込まれる。したがって，
光機能素子１０ｂは，図１０に示す光機能素子１０ａよ
りも，光ガイド層１０６への光波閉じ込め効果を高める
ことが可能であり，従って，本実施の形態を曲がり導波
路を有する光機能素子に適用する際に有用である。
【００８８】本実施の形態にかかる製造方法によって光
機能素子１０ｂを製造するには，例えば，図５に示す第
２のメサ形成工程（２−ｄ）で第２のエッチングを下側
クラッド層１０６に届く深さまで実施すればよい。
【００８９】（５−ｃ）光機能素子１０ｃ及び光機能素
子１０ｄ 図１２に示す光機能素子１０ｃ及び図１３に示す光機能
素子１０ｄは，上述のように，本実施の形態にかかる埋
め込み導波路型光素子である。光機能素子１０ｃ又は光
機能素子１０ｄを製造可能な本実施の形態にかかる製造
方法について簡単に説明すると，以下のようになる。
【００９０】まず，本製造方法では，基板１０２’上に
光ガイド層１０６’を含む所望の積層構造を成長させる
（第１の結晶成長工程）。次に，第１の結晶成長工程で
形成されたウェハに，エッチングマスクを形成して，メ
サエッチングを行う（メサエッチング工程）。次に，メ
サエッチング工程で形成されたメサの両脇を，他の半導
体層で埋め込む（第２の結晶成長工程）。次に，エッチ
ングマスクを除去した後，上側クラッド層１０８’及び
オーミックコンタクト層１１０’と更にキャップ層１１
２’とを順次成長させて，ウエハ全体を平坦化する（第
３の結晶成長工程）。
【００９１】次に，光ガイド層１０６’の上方部分にお
いて，エッチングで，例えば幅２０μｍのキャップ層１
１２’を除去することによりオーミックコンタクト層１
１０’を露出させるとともに，上部電極のボンディング
部が形成される領域のキャップ層１１２’を除去した構
造にする（キャップ層のエッチング工程）。さらに，通
常の電極形成工程等の所定の工程を経て，図１２に示す
光機能素子１０ｃが製造される。また，図１３に示す光
機能素子１０ｄは，図１２に示す光機能素子１０ｃに，
更に，光ガイド層１０６’の両脇に溝部１１８’を形成
し，溝部１１８’に埋め込み層１２２’を形成すること
により，製造される。
【００９２】ここで，光機能素子１０ｃ又は光機能素子
１０ｄを製造可能な本実施の形態にかかる製造方法にお
いては，埋め込み型の光導波路１２’の形成は，図５に
示すリッジ型の光導波路１２の形成と同様に，メサ形成
工程において，光ガイド層１０６’上のキャップ層１１
２’を横方向からのエッチングにより除去することで行
われる。光機能素子１０ｃ及び光機能素子１０ｄにおい
ても，図１に示す光機能素子１０と類似の動作及び効果
を得ることができることは，当業者であれば容易に理解
できる。
【００９３】（第２の実施の形態）次に，第２の実施の
形態について，図１４及び図１５を参照しながら説明す
る。尚，図１４は，本実施の形態にかかる光モジュール
及び光モジュールの製造方法についての説明図であり，
図１５は，本実施の形態にかかる他の光モジュール及び
光モジュールの製造方法についての説明図である。図１
４及び図１５に示すように，本実施の形態にかかる光モ
ジュールは，上記第１の実施の形態にかかる他の導波路
型光素子である光機能素子１０ｅをキャリア２００ａ，
２００ｂに実装して製造される。
【００９４】ここで，光機能素子１０ｅは，図１０に示
す光機能素子１０ａと類似する構成を有するが，下部電
極１２６の代わりに素子表面１６に他の上部電極１２
６’が形成されている点が図１０に示す光機能素子１０
ａと大きく相違する。光機能素子１０ｅにおいて，かか
る他の上部電極１２６’は，バンパ構造１４を介して下
側クラッド層１０４に電気的に接続される。かかる光機
能素子１０ｅには，上部電極１２４と他の上部電極１２
６’とが短絡しないように，溝部１５０が形成されてい
る。
【００９５】本実施の形態にかかる光モジュールの製造
方法において，光機能素子１０ｅのキャリア２０への実
装では，光機能素子１０ｅ側の基準面を，素子表面１６
に形成されるバンパ構造１４の上方部分１６ａ（実装基
準部に相当する。）の上面に設定する。そして，該上方
部分１６ａの上面とキャリア２００ａ，２００ｂの基準
面（キャリア２００ａ，２００ｂ上面に設定される。設
置領域に相当する。）とを突き合わせることにより，光
機能素子１０ｅのキャリア２００ａ，２００ｂへの垂直
方向の位置決めが行われる。
【００９６】ここで，本実施の形態にかかる光モジュー
ルにおいては，バンパ構造１４の上方部分１６ａの高さ
に対して，上部電極１２４上面及び他の上部電極１２
６’上面の高さが低く設定されている。そして，かかる
上方部分１６ａと上部電極１２４上面及び他の上部電極
１２６’上面との高さの差が，キャリア２００ａ，２０
０ｂ上面に形成された電極ストライプ２０２の厚さと，
ほぼ等しくされている。ここで，上部電極１２４及び他
の上部電極１２６’は，素子側電極に相当する。また，
電極ストライプ２０２は，キャリア側電極に相当する。
【００９７】本実施の形態を適用可能な具体的な数値例
を挙げて，光機能素子１０ｅのキャリア２００ａ，２０
０ｂへの実装を説明すると，実装される光機能素子１０
ｅでは，上部電極１２４（ｐ側の極性を持つ。）上面及
び他の上部電極１２６’（ｎ側の極性を持つ。）上面の
高さが，バンパ構造１４上面の高さに対して，例えば約
０．５μｍ低く設定されている。また，キャリア２００
ａ，２００ｂ上に形成された電極ストライプ２０２の厚
さは，例えば約０．５μｍに設定されている。
【００９８】そして，光機能素子１０ｅの上部電極１２
４及び他の上部電極１２６’とキャリア２００ａ，２０
０ｂ上の電極ストライプ１２４とが相互に対向するよう
に水平方向の位置決めが行われて，バンパ構造１４の上
方部分１６ａとキャリア２００ａ，２００ｂの基準面と
を突き合わせることにより，光機能素子１０ｅがキャリ
ア２００ａ，２００ｂに実装される。
【００９９】図１４及び図１５は，本実装の形態にかか
る光モジュール及び光モジュールの製造方法についての
模式的な説明図を示す。図１４において。キャリア２０
０ａには，例えば半導体レーザや受光素子（Ｐｈｏｔｏ
Ｄｉｏｄｅ；ＰＤ）等の一つの導波路端面から光の入
出力が行われる構成の導波路型光素子に対応したものが
使用されている。また，図１５においては，キャリア２
００ｂには，例えば光増幅器や光変調器用の二つの導波
路端面から光の入出力が行われる導波路型光素子に対応
したものが使用されている。図１４及び図１５におい
て，キャリア２００ａ，２００ｂ上に形成されているＶ
溝２０４は，光ファイバを嵌合固定するためのものであ
る。
【０１００】尚，本実施の形態においては，キャリア２
００ａ，２００ｂは，板面に適切な溝加工と電極のパタ
ーン形成とを施したＳｉウエハから所望のサイズに切断
したものを用いることができる。
【０１０１】以上説明したように，本実施の形態におい
ては，上記第１の実施の形態にかかる導波路型光素子の
バンパ構造の上方部分が，導波路型光素子側の実装基準
面とされている。したがって，本実施の形態において
は，キャリアの電極上に更に実装基準用部材を形成する
必要がなく，キャリア上には金属電極のみを形成するだ
けで済む。結果として，本実施の形態によれば，光モジ
ュールの製造工程数が減少し，コストが削減された光モ
ジュールの製造方法と廉価な光モジュールとを提供する
ことができる。
【０１０２】また，本実施の形態においては，キャリア
表面の平行度は極めて高い。さらに，上記第１の実施の
形態にかかる導波路型光素子のバンパ構造は，半導体結
晶成長の面精度が極めて高い。したがって，キャリア上
面と半導体光機能素子のバンパ構造とを，実装基準面と
して使用することにより，高い水平面の平行度，垂直方
向の位置精度を実現することができる。
【０１０３】以上，本発明の好適な実施の形態につい
て，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において，当業者であれば，各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり，それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。
【０１０４】例えば，上記実施の形態においては，Ｉｎ
Ｐ及びＩｎＧａＡｓ（Ｐ）を半導体結晶材料として適用
した導波路型光素子及びその製造方法と光モジュール及
びその製造方法とを例に挙げて説明したが，本発明はか
かる構成に限定されない。また，上記実施の形態におい
ては，ＩｎＰからなる基板を適用した導波路型光素子及
びその製造方法と光モジュール及びその製造方法とを例
に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されな
い。
【０１０５】さらに，上記実施の形態においては，下側
クラッド層，上側クラッド層及びキャップ層が２元結晶
からなりオーミックコンタクト層が３元混晶又は４元混
晶からなる導波路型光素子であって，製造工程において
第２のエッチングにおいて２元結晶のみをエッチングす
る溶液を用いて光導波路のキャップ層が除去されるもの
を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定さ
れない。本発明においては，構成要素の材料に特別な制
限は存在せず，従って，本発明は，他の様々な半導体結
晶材料及び半導体基板を適用した導波路型光素子及びそ
の製造方法と光モジュール及びその製造方法とに対して
も適用することができる。
【０１０６】さらに，上記実施の形態においては，各構
成部材の組成や寸法等を例示して導波路型光素子につい
ての説明を行ったが，本発明はかかる構成に限定されな
い。本発明は，他の様々な組成や寸法の構成部材から構
成された導波路型光素子に対しても適用することができ
る。
【０１０７】また，本発明においては，基板結晶の面方
位，あるいは，メサストライプの形成方向も限定されな
い。つまり，リッジスライプの形状については，上記実
施の形態では，ほぼ垂直な形状にリッジストライプが形
成された導波路型光素子及びその製造方法と光モジュー
ル及びその製造方法とを例に挙げて説明したが，本発明
はかかる構成に限定されない。本発明は，他の様々な形
状，例えば逆メサ形状あるいは順メサ形状等のリッジス
トライプが形成された導波路型光素子及びその製造方法
と光モジュール及びその製造方法とに対しても適用する
ことができる。したがって，本発明においては，リッジ
ストライプの形成に適用するエッチング方法も，何等限
定されるものではない。
【０１０８】さらに，上記実施の形態においては，効果
の面から考えて好適な態様としてリッジ導波路型光素子
を主な例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限
定されない。本発明は，他の様々な導波路型光素子，例
えばＢＨ導波路型光素子やリブ導波路型光素子，或いは
各種のプレーナ導波路型光素子等に対しても適用するこ
とができる。
【０１０９】なお，上記実施の形態において，導波路型
光素子の種類については特に言及しなかったが，様々な
導波路型光素子，例えば，光変調器，半導体レーザ，光
増幅器，波長変換器，光フィル夕，フォトダイオード，
光スポットサイズ変換器，フォトカプラ，モード変換器
若しくはＬＥＤ等，或いはそれらを適当な組み合わせで
同一基板上に集積化した素子等に対しても適用すること
ができる。
【０１１０】また，上記実施の形態においては特に言及
しなかったが，本発明は，様々な光導波路，例えば，バ
ルク型光導波路や単一・多重両量子井戸型光導波路，或
いは歪み量子井戸型光導波路等を適用した導波路型光素
子及びその製造方法と光モジュール及びその製造方法と
に対しても適用することができる。
【０１１１】さらに，上記実施の形態においては特に言
及しなかったが，導波路型光素子をキャリアに実装する
際の容易性を考慮して，予めキャリアとウエハに位置決
め用の合わせパターンを形成することが望ましい。
【０１１２】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
導波路型光素子の製品強度と評価・組立工程における歩
留まりとを向上することができる。また，本発明によれ
ば，導波路型光素子の実装コストを低減することができ
る。さらに，本発明によれば，光モジュールの実装精度
を高めることができる。さらにまた，本発明によれば，
光モジュールの価格低減と実装精度の向上による歩留ま
り及び動作信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能な光機能素子の概略構成を示
す見取図である。
【図２】図１に示す光機能素子の一製造工程についての
説明図である。
【図３】図１に示す光機能素子の他の製造工程について
の説明図である。
【図４】図１に示す光機能素子の他の製造工程について
の説明図である。
【図５】図１に示す光機能素子の他の製造工程について
の説明図である。
【図６】図１に示す光機能素子の他の製造工程について
の説明図である。
【図７】図１に示す光機能素子の他の製造工程について
の説明図である。
【図８】図１に示す光機能素子の他の製造工程について
の説明図である。
【図９】本発明を適用可能な製造方法に関する実験結果
の説明図である。
【図１０】本発明を適用可能な他の光機能素子の概略構
成を示す見取図である。
【図１１】本発明を適用可能な他の光機能素子の概略構
成を示す見取図である。
【図１２】本発明を適用可能な他の光機能素子の概略構
成を示す見取図である。
【図１３】本発明を適用可能な他の光機能素子の概略構
成を示す見取図である。
【図１４】本発明を適用可能な光モジュール及び光モジ
ュールの製造方法についての説明図である。
【図１５】本発明を適用可能な他の光モジュール及び光
モジュールの製造方法についての説明図である。
【符号の説明】
１０ 光機能素子 １２ 光導波路 １４ バンパ構造 １６ 素子表面 １６ａ 上方部分 ２０ 凹み １０２ 基板 １０４ 下側クラッド層 １０６ コア層 １０８ 上側クラッド層 １１０ オーミックコンタクト層 １１２ キャップ層 ２２，２４ 形成予定位置 １１６ 溝 １１８ 溝部 １２４，１２６’ 上部電極 ２００ａ，２００ｂ キャリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA11 DA03 DA04 DA06 DA12 DA17 5F049 MA04 MB07 NA08 NA18 PA14 QA02 QA08 RA07 SE11 SS04 5F073 AA11 AA22 AB15 AB21 AB28 CA12 CB02 CB10 DA05 DA06 DA23 DA24 EA29 FA07

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波路を有する，導波路型光素子であ
    って：前記光導波路と垂直ではない少なくとも一の素子
    面には，前記光導波路が実質的に法線方向に位置する領
    域に，所定形状の凹みが形成されていることを特徴とす
    る，導波路型光素子。
  2. 【請求項２】 前記凹みは，前記光導波路に沿って形成
    される溝であることを特徴とする，請求項１に記載の導
    波路型光素子。
  3. 【請求項３】 前記光導波路は，前記凹みが形成された
    一の素子面の前記法線方向を実質的に積層方向とする積
    層型の光導波路であることを特徴とする，請求項１又は
    ２に記載の導波路型光素子。
  4. 【請求項４】 前記凹みには，前記凹みの深さより小さ
    な厚さの電極が設置されていることを特徴とする，請求
    項１，２又は３のいずれかに記載の導波路型光素子。
  5. 【請求項５】 前記光導波路は，基板の一の面上に形成
    されており；前記凹みの形成された一の素子面は，前記
    光導波路を基準として前記基板の対抗側に形成されてい
    る素子表面である；ことを特徴とする，請求項１，２，
    ３又は４のいずれかに記載の導波路型光素子。
  6. 【請求項６】 前記基板の前記一の面上には，前記光導
    波路の積層方向と前記光導波路の進行方向とに実質的に
    垂直な方向から前記光導波路を挟み込み，前記一の面か
    ら前記光導波路より高く突出する，バンパ構造が形成さ
    れていることを特徴とする，請求項５に記載の導波路型
    光素子。
  7. 【請求項７】 前記バンパ構造は，前記光導波路と実質
    的に同一の構造に更に他の層構造を積層した構成を有す
    ることを特徴とする，請求項６に記載の導波路型光素
    子。
  8. 【請求項８】 前記光導波路は，リッジストライプ導波
    路であることを特徴とする，請求項１，２，３，４，
    ５，６又は７のいずれかに記載の導波路型光素子。
  9. 【請求項９】 基板上に積層型の光導波路を形成する導
    波路形成工程を含む，導波路型光素子の製造方法であっ
    て：前記導波路形成工程は；前記基板上に少なくとも光
    導波路を構成する各層を順次積層する，第１の工程と；
    前記光導波路を構成する各層上に，更に他の層構造を積
    層する，第２の工程と；前記他の層構造を部分的に除去
    することにより，前記光導波路の形成予定位置の両側
    に，該両側の更に外側の他の層構造を残して，前記光導
    波路の最上層を構成する層を貫通する溝を形成する，第
    ３の工程と；前記溝の底部を掘るとともに前記形成予定
    位置の前記他の層構造を除去する，第４の工程と；を含
    むことを特徴とする，導波路型光素子の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記第４の工程では，前記形成予定位
    置の前記他の層構造の除去は，前記溝の底部を掘るエッ
    チングでのサイドエッチングにより行われることを特徴
    とする，請求項９に記載の導波路型光素子の製造方法。
  11. 【請求項１１】 少なくとも，光導波路を有する導波路
    型光素子と前記導波路型光素子が実装されるキャリアと
    を有する，光モジュールであって：前記導波路型光素子
    は，実質的に前記光導波路と垂直ではなく，前記光導波
    路が実質的に法線方向に位置しない領域に前記光導波路
    が実質的に法線方向に位置する領域よりも突き出た実装
    基準部が形成されている，素子面を有し；前記キャリア
    は，前記実装基準部が突き当てられる，設置領域を有す
    る；ことを特徴とする，光モジュール。
  12. 【請求項１２】 前記導波路型光素子は，さらに，前記
    素子面の第２の領域に設置される素子側電極を有し；前
    記キャリアは，さらに，前記設置領域以外の領域に設置
    され，前記素子側電極に突き当てられて前記素子側電極
    と電気的に接続される，キャリア側電極を有し；前記第
    ２の領域と前記実装基準部との高さの差は，前記素子側
    電極と前記キャリア側電極との厚さの和と，実質的に等
    しい；ことを特徴とする，請求項１１に記載の光モジュ
    ール。
  13. 【請求項１３】 少なくとも，光導波路を有する導波路
    型光素子をキャリアに実装する実装工程を含む，光モジ
    ュールの製造方法であって：前記実装工程では；前記導
    波路型光素子の実質的に前記光導波路と垂直ではない素
    子面において，前記素子面の前記光導波路が実質的に法
    線方向に位置する第２の領域よりも突き出るように，前
    記素子面の前記光導波路が実質的に法線方向に位置しな
    い第１の領域に形成されている，実装基準部と；前記キ
    ャリアの設置領域と；を突き合わせるように，前記導波
    路型光素子を前記キャリアに実装することを特徴とす
    る，光モジュールの製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記導波路型光素子は，更に，前記素
    子面の第２の領域に設置される，素子側電極を有し；前
    記キャリアは，更に，前記設置領域以外の領域に設置さ
    れ，前記素子側電極と突き当てられて前記素子側電極と
    電気的に接続する，キャリア側電極を有し；前記第２の
    領域と前記実装基準部との高さの差は，前記素子側電極
    と前記キャリア側電極との厚さの和と，実質的に等し
    い；ことを特徴とする，請求項１３に記載の光モジュー
    ルの製造方法。
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