JP2000231041A - 光半導体素子と光伝送路の結合構造及びその結合方法 - Google Patents
光半導体素子と光伝送路の結合構造及びその結合方法Info
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- G02—OPTICS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光半導体素子と光導波路の相互の位置決めを
高精度に行うことのできる光半導体素子と光伝送路の結
合構造及びその結合方法を提供する。 【解決手段】 光導波路基板１には、光導波路、赤外線
を遮断する構成のマーク４を備え、光半導体素子２は、
位置決めマーク４に重なる領域のみが赤外線を透過する
構成の位置決めマーク６を底面に有する。光導波路基板
１と光半導体素子２を位置決めし、前記両マークを透過
する様に赤外線を照射し、光導波路基板１と光半導体素
子２を透過後の赤外線画像を取得して画像処理すれば、
光導波路基板１の外形、位置決めマーク４，６が認識さ
れ、光半導体素子２の光出射端から位置決めマーク４ま
での距離Ｄと設計値Ｄ0 との誤差がわかる。光半導体素
子２は、位置決めマーク４に対して位置決めマーク６を
前記誤差分だけずらせた状態で光導波路基板１に搭載す
る。
高精度に行うことのできる光半導体素子と光伝送路の結
合構造及びその結合方法を提供する。 【解決手段】 光導波路基板１には、光導波路、赤外線
を遮断する構成のマーク４を備え、光半導体素子２は、
位置決めマーク４に重なる領域のみが赤外線を透過する
構成の位置決めマーク６を底面に有する。光導波路基板
１と光半導体素子２を位置決めし、前記両マークを透過
する様に赤外線を照射し、光導波路基板１と光半導体素
子２を透過後の赤外線画像を取得して画像処理すれば、
光導波路基板１の外形、位置決めマーク４，６が認識さ
れ、光半導体素子２の光出射端から位置決めマーク４ま
での距離Ｄと設計値Ｄ0 との誤差がわかる。光半導体素
子２は、位置決めマーク４に対して位置決めマーク６を
前記誤差分だけずらせた状態で光導波路基板１に搭載す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体素子と光
伝送路の結合構造及びその結合方法に関し、特に、光半
導体素子と基板上の光導波路又は光ファイバとを正確に
位置決めするための光半導体素子と光伝送路の結合構造
及びその結合方法に関する。
伝送路の結合構造及びその結合方法に関し、特に、光半
導体素子と基板上の光導波路又は光ファイバとを正確に
位置決めするための光半導体素子と光伝送路の結合構造
及びその結合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ等の光半導体素子と光導波
路の結合に関しては、例えば、特開平７−４３５６５号
公報、特開平８−１１１６００号公報に記載がある。前
者は、位置決め用のマークとなる部分を除いて赤外線を
遮断する薄膜を形成した光半導体素子と、位置決め用の
マーク部に赤外線を遮断する薄膜を形成した光導波路基
板（あるいはサブ基板）とに赤外線を透過させ、赤外線
カメラで位置決めマークを認識して画像処理を行い、位
置補正を行った後、光半導体素子を光導波路基板（ある
いはサブ基板）に搭載接合することにより、光半導体素
子と光導波路の結合を高精度に行えるようにしている。
路の結合に関しては、例えば、特開平７−４３５６５号
公報、特開平８−１１１６００号公報に記載がある。前
者は、位置決め用のマークとなる部分を除いて赤外線を
遮断する薄膜を形成した光半導体素子と、位置決め用の
マーク部に赤外線を遮断する薄膜を形成した光導波路基
板（あるいはサブ基板）とに赤外線を透過させ、赤外線
カメラで位置決めマークを認識して画像処理を行い、位
置補正を行った後、光半導体素子を光導波路基板（ある
いはサブ基板）に搭載接合することにより、光半導体素
子と光導波路の結合を高精度に行えるようにしている。
【０００３】後者は、シリコン基板上に設けられた第１
のマーカー（所定径の穴の部分が赤外線を透過し、穴以
外の部分は赤外線を遮断する）と、光半導体素子の底面
に設けられた第２のマーカー（円の部分が赤外線を遮
断）とを重ね合わせた状態でシリコン基板の下面から赤
外線を照射し、マーカー間の隙間を透過した赤外線画像
を赤外線カメラで撮像し、この結果に基づいて部品用ス
テージ、基板用ステージを制御し、シリコン基板と光半
導体素子の位置合わせを行う。また、マーカーを透過し
た赤外線画像をハーフミラーを介して取り出して光強度
測定器で測定し、その光強度が最小又は最大となる位置
でシリコン基板と光半導体素子を固定する処理を行うこ
とにより、光半導体素子とシリコン基板の位置合わせ精
度を高めることができる。
のマーカー（所定径の穴の部分が赤外線を透過し、穴以
外の部分は赤外線を遮断する）と、光半導体素子の底面
に設けられた第２のマーカー（円の部分が赤外線を遮
断）とを重ね合わせた状態でシリコン基板の下面から赤
外線を照射し、マーカー間の隙間を透過した赤外線画像
を赤外線カメラで撮像し、この結果に基づいて部品用ス
テージ、基板用ステージを制御し、シリコン基板と光半
導体素子の位置合わせを行う。また、マーカーを透過し
た赤外線画像をハーフミラーを介して取り出して光強度
測定器で測定し、その光強度が最小又は最大となる位置
でシリコン基板と光半導体素子を固定する処理を行うこ
とにより、光半導体素子とシリコン基板の位置合わせ精
度を高めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光半導
体素子と光伝送路の結合構造によると、以下のような問
題点がある。
体素子と光伝送路の結合構造によると、以下のような問
題点がある。
【０００５】特開平７−４３５６５号公報の場合、光半
導体素子の外形誤差分だけ光半導体素子の出射端から光
導波路の入射端までの距離が変化し、結合効率が悪化す
ることである。光半導体素子、特に、レーザーダイオー
ドの製作において、出射端となる面は壁開により形成さ
れるため、位置決めマークに対する外形精度は１０μｍ
程度が限界である。これに対し、高光出力及び高結合特
性が要求される光半導体素子の場合、この光半導体素子
の出射端から光導波路の入射端までの距離の誤差を３μ
ｍ程度に抑えなければならない。しかし、誤差を３μｍ
程度に抑えることは難しい。
導体素子の外形誤差分だけ光半導体素子の出射端から光
導波路の入射端までの距離が変化し、結合効率が悪化す
ることである。光半導体素子、特に、レーザーダイオー
ドの製作において、出射端となる面は壁開により形成さ
れるため、位置決めマークに対する外形精度は１０μｍ
程度が限界である。これに対し、高光出力及び高結合特
性が要求される光半導体素子の場合、この光半導体素子
の出射端から光導波路の入射端までの距離の誤差を３μ
ｍ程度に抑えなければならない。しかし、誤差を３μｍ
程度に抑えることは難しい。
【０００６】さらに、光導波路基板の入射端位置の誤差
分だけ光半導体素子の出射端から光導波路の入射端まで
の距離が変化した場合、結合効率が悪化することであ
る。その理由は、サブ基板の入射端位置を決定するスリ
ットが機械加工により作られるため、加工精度は５μｍ
程度が限界であり、また、光導波路基板の入射端面が鏡
面にされた場合、ブレードソーによる鏡面研磨では、入
射端の位置精度が５μｍ程度になる。
分だけ光半導体素子の出射端から光導波路の入射端まで
の距離が変化した場合、結合効率が悪化することであ
る。その理由は、サブ基板の入射端位置を決定するスリ
ットが機械加工により作られるため、加工精度は５μｍ
程度が限界であり、また、光導波路基板の入射端面が鏡
面にされた場合、ブレードソーによる鏡面研磨では、入
射端の位置精度が５μｍ程度になる。
【０００７】また、特開平８−１１１６００号公報の場
合、光導波路と光半導体素子との位置合わせは考慮され
ておらず、シリコン基板の入射端位置の誤差分だけ光半
導体素子の出射端から光導波路の入射端までの距離が変
化するという問題は解決されず、シリコン基板と光半導
体素子を正確に位置決めすることはできない。
合、光導波路と光半導体素子との位置合わせは考慮され
ておらず、シリコン基板の入射端位置の誤差分だけ光半
導体素子の出射端から光導波路の入射端までの距離が変
化するという問題は解決されず、シリコン基板と光半導
体素子を正確に位置決めすることはできない。
【０００８】したがって本発明は、光半導体素子と光導
波路の相互の位置決めを高精度に行うことのできる光半
導体素子と光伝送路の結合構造及びその結合方法を提供
することを目的とする。
波路の相互の位置決めを高精度に行うことのできる光半
導体素子と光伝送路の結合構造及びその結合方法を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、第１の特徴として、光を出射する端面を
有する光半導体素子と、光導波路が形成され、前記光導
波路の端部に隣接させて前記光半導体素子を搭載する領
域が形成された基板と、前記基板の前記光半導体素子を
搭載する前記領域に設けられ、所定領域が赤外線を遮断
又は透過するように形成された一対の第１の位置決めマ
ークと、前記第１の位置決めマークに重なる領域のみが
前記第１の位置決めマークと逆のパターン形状にして前
記光半導体素子の底面に形成された一対の第２の位置決
めマークとを備え、設計値と前記第１の位置決めマーク
から前記光半導体素子の光を出射する前記端面までの距
離との差分だけ前記第１の位置決めマークに対して前記
第２の位置決めマークをずらせて前記光半導体素子を前
記基板に搭載したことを特徴とする光半導体素子と光伝
送路の結合構造を提供する。
達成するため、第１の特徴として、光を出射する端面を
有する光半導体素子と、光導波路が形成され、前記光導
波路の端部に隣接させて前記光半導体素子を搭載する領
域が形成された基板と、前記基板の前記光半導体素子を
搭載する前記領域に設けられ、所定領域が赤外線を遮断
又は透過するように形成された一対の第１の位置決めマ
ークと、前記第１の位置決めマークに重なる領域のみが
前記第１の位置決めマークと逆のパターン形状にして前
記光半導体素子の底面に形成された一対の第２の位置決
めマークとを備え、設計値と前記第１の位置決めマーク
から前記光半導体素子の光を出射する前記端面までの距
離との差分だけ前記第１の位置決めマークに対して前記
第２の位置決めマークをずらせて前記光半導体素子を前
記基板に搭載したことを特徴とする光半導体素子と光伝
送路の結合構造を提供する。
【００１０】本発明は、上記の目的を達成するため、第
２の特徴として、光を出射する端面を有する光半導体素
子と、光ファイバが配設される溝と前記光ファイバの先
端位置を規制するためのスリットが形成され、前記スリ
ットに隣接させて前記光半導体素子を搭載する領域が形
成された基板と、前記基板の前記光半導体素子を搭載す
る前記領域に設けられ、所定の領域が赤外線を遮断又は
透過するように形成された一対の第１の位置決めマーク
と、前記第１の位置決めマークに重なる領域のみが前記
第１の位置決めマークと逆のパターン形状にして前記光
半導体素子の底面に形成された一対の第２の位置決めマ
ークとを備え、設計値と前記スリットから前記光半導体
素子の光を出射する前記端面までの距離との差分だけ前
記第１の位置決めマークに対して前記第２の位置決めマ
ークをずらせて前記光半導体素子を前記基板に搭載した
ことを特徴とする光半導体素子と光伝送路の結合構造を
提供する。
２の特徴として、光を出射する端面を有する光半導体素
子と、光ファイバが配設される溝と前記光ファイバの先
端位置を規制するためのスリットが形成され、前記スリ
ットに隣接させて前記光半導体素子を搭載する領域が形
成された基板と、前記基板の前記光半導体素子を搭載す
る前記領域に設けられ、所定の領域が赤外線を遮断又は
透過するように形成された一対の第１の位置決めマーク
と、前記第１の位置決めマークに重なる領域のみが前記
第１の位置決めマークと逆のパターン形状にして前記光
半導体素子の底面に形成された一対の第２の位置決めマ
ークとを備え、設計値と前記スリットから前記光半導体
素子の光を出射する前記端面までの距離との差分だけ前
記第１の位置決めマークに対して前記第２の位置決めマ
ークをずらせて前記光半導体素子を前記基板に搭載した
ことを特徴とする光半導体素子と光伝送路の結合構造を
提供する。
【００１１】上記の各構成によれば、光導波路が形成さ
れ又は光ファイバが搭載される基板と光半導体素子の一
方に赤外線を遮断するマークが設けられ、他方に赤外線
を透過するマークが設けられる。２つのマークが重ね合
わされた状態で赤外線を透過させれば、マークの重なり
状態に応じた赤外線画像が得られる。そこで、前記第２
の位置決めマーク又はスリットから前記光半導体素子の
光出射端までの距離を測定すれば、設計値の誤差分（差
分）が把握できるので、この誤差分だけ前記光半導体素
子の位置をずらせて基板に搭載して結合させた構造とす
る。これにより、光半導体素子と光導波路の結合を高精
度に行うことができる。
れ又は光ファイバが搭載される基板と光半導体素子の一
方に赤外線を遮断するマークが設けられ、他方に赤外線
を透過するマークが設けられる。２つのマークが重ね合
わされた状態で赤外線を透過させれば、マークの重なり
状態に応じた赤外線画像が得られる。そこで、前記第２
の位置決めマーク又はスリットから前記光半導体素子の
光出射端までの距離を測定すれば、設計値の誤差分（差
分）が把握できるので、この誤差分だけ前記光半導体素
子の位置をずらせて基板に搭載して結合させた構造とす
る。これにより、光半導体素子と光導波路の結合を高精
度に行うことができる。
【００１２】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、第３の特徴として、光導波路が形成されると共に、
所定領域が赤外線を遮断又は透過するように形成された
一対の第１のマークを備えた基板と、前記第１の位置決
めマークに重なる領域のみが前記第１の位置決めマーク
と逆のパターン形状にして底面に形成された一対の第２
の位置決めマークを備えた光半導体素子とを仮に結合さ
せた状態で前記基板及び前記光半導体素子に赤外線を透
過し、前記基板及び前記光半導体素子を透過した赤外線
による画像を赤外線カメラで撮像し、前記赤外線カメラ
による赤外線画像を処理して前記光半導体素子の外形及
び前記各位置決めマークを認識して前記光半導体素子の
光出射端から前記第１の位置決めマークまでの距離を算
出し、前記算出した距離と設計値との差分を算出し、前
記第１の位置決めマークに対して前記第２の位置決めマ
ークを前記差分だけずらせて前記光半導体素子を前記基
板に接合することを特徴とする光半導体素子と光伝送路
の結合方法を提供する。
め、第３の特徴として、光導波路が形成されると共に、
所定領域が赤外線を遮断又は透過するように形成された
一対の第１のマークを備えた基板と、前記第１の位置決
めマークに重なる領域のみが前記第１の位置決めマーク
と逆のパターン形状にして底面に形成された一対の第２
の位置決めマークを備えた光半導体素子とを仮に結合さ
せた状態で前記基板及び前記光半導体素子に赤外線を透
過し、前記基板及び前記光半導体素子を透過した赤外線
による画像を赤外線カメラで撮像し、前記赤外線カメラ
による赤外線画像を処理して前記光半導体素子の外形及
び前記各位置決めマークを認識して前記光半導体素子の
光出射端から前記第１の位置決めマークまでの距離を算
出し、前記算出した距離と設計値との差分を算出し、前
記第１の位置決めマークに対して前記第２の位置決めマ
ークを前記差分だけずらせて前記光半導体素子を前記基
板に接合することを特徴とする光半導体素子と光伝送路
の結合方法を提供する。
【００１３】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、第４の特徴として、光ファイバを収容する溝が形成
されると共に、所定領域が赤外線を遮断又は透過する一
対の第１のマークが形成された基板と、前記第１の位置
決めマークに重なる領域のみが前記第１の位置決めマー
クと逆のパターン形状にして底面に形成された一対の第
２の位置決めマークを備えた光半導体素子とを仮に結合
させた状態で前記基板及び前記光半導体素子に赤外線を
透過し、前記基板及び前記光半導体素子を透過した赤外
線による画像を赤外線カメラで撮像し、前記赤外線カメ
ラによる赤外線画像を処理して前記光半導体素子の外
形、前記各位置決めマーク、及び前記スリット位置を認
識して前記光半導体素子の光出射端から前記スリットま
での距離を算出し、前記算出した距離と設計値との差分
を算出し、前記第１の位置決めマークに対して前記第２
の位置決めマークを前記差分だけずらせて前記光半導体
素子を前記基板に接合することを特徴とする光半導体素
子と光伝送路の結合方法を提供する。
め、第４の特徴として、光ファイバを収容する溝が形成
されると共に、所定領域が赤外線を遮断又は透過する一
対の第１のマークが形成された基板と、前記第１の位置
決めマークに重なる領域のみが前記第１の位置決めマー
クと逆のパターン形状にして底面に形成された一対の第
２の位置決めマークを備えた光半導体素子とを仮に結合
させた状態で前記基板及び前記光半導体素子に赤外線を
透過し、前記基板及び前記光半導体素子を透過した赤外
線による画像を赤外線カメラで撮像し、前記赤外線カメ
ラによる赤外線画像を処理して前記光半導体素子の外
形、前記各位置決めマーク、及び前記スリット位置を認
識して前記光半導体素子の光出射端から前記スリットま
での距離を算出し、前記算出した距離と設計値との差分
を算出し、前記第１の位置決めマークに対して前記第２
の位置決めマークを前記差分だけずらせて前記光半導体
素子を前記基板に接合することを特徴とする光半導体素
子と光伝送路の結合方法を提供する。
【００１４】上記の各方法によれば、第１の位置決めマ
ークと第２の位置決めマークが重なるようにして基板と
光半導体素子を仮結合させ、前記位置決めマーク部に基
板及び光半導体素子を透過するように赤外線を照射し、
前記位置決めマーク部を透過した赤外線画像を赤外線カ
メラで撮像する。赤外線画像の処理により、光半導体素
子の外形と各位置決めマーク、さらにはスリット位置が
認識され、第１の位置決めマーク又はスリット位置から
光半導体素子の光出射端までの距離が算出される。この
算出した距離と設計値との誤差分（差分）を算出し、第
１の位置決めマークに対して第２の位置決めマークを前
記誤差分だけずらせて前記光半導体素子を前記基板に接
合する。これにより、光半導体素子と光導波路又は光フ
ァイバまでの距離を高精度に維持でき、結合効率を高め
ることが可能になる。
ークと第２の位置決めマークが重なるようにして基板と
光半導体素子を仮結合させ、前記位置決めマーク部に基
板及び光半導体素子を透過するように赤外線を照射し、
前記位置決めマーク部を透過した赤外線画像を赤外線カ
メラで撮像する。赤外線画像の処理により、光半導体素
子の外形と各位置決めマーク、さらにはスリット位置が
認識され、第１の位置決めマーク又はスリット位置から
光半導体素子の光出射端までの距離が算出される。この
算出した距離と設計値との誤差分（差分）を算出し、第
１の位置決めマークに対して第２の位置決めマークを前
記誤差分だけずらせて前記光半導体素子を前記基板に接
合する。これにより、光半導体素子と光導波路又は光フ
ァイバまでの距離を高精度に維持でき、結合効率を高め
ることが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を基に説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明による光半導体素子
と光伝送路の結合構造を示す。光導波路基板１の一端に
は、光半導体素子２を搭載するための電極用パッド３が
設けられている。電極用パッド３は、エッチング等によ
り凸形を成すように形成され、その頂部の両側には小さ
い丸形の位置決めマーク４が設けられている。この位置
決めマーク４は、赤外線を遮断する薄膜により構成され
ている。また、電極用パッド３の頂部の延長線上の光導
波路基板１の表面には、光伝送路としての光導波路５が
線状に設けられている。光半導体素子２の底面には、位
置決めマーク４に合致させた位置決めマーク６が設けら
れている。
て図面を基に説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明による光半導体素子
と光伝送路の結合構造を示す。光導波路基板１の一端に
は、光半導体素子２を搭載するための電極用パッド３が
設けられている。電極用パッド３は、エッチング等によ
り凸形を成すように形成され、その頂部の両側には小さ
い丸形の位置決めマーク４が設けられている。この位置
決めマーク４は、赤外線を遮断する薄膜により構成され
ている。また、電極用パッド３の頂部の延長線上の光導
波路基板１の表面には、光伝送路としての光導波路５が
線状に設けられている。光半導体素子２の底面には、位
置決めマーク４に合致させた位置決めマーク６が設けら
れている。
【００１６】位置決めマーク６は、位置決めマーク４と
なる円形の部分を除いて、他の部分に赤外線を遮断する
薄膜を設けて構成されている。これにより、光半導体素
子２を搭載するとき、光半導体素子２に赤外線を透過さ
せ、この状態で赤外線カメラにより認識すると、位置決
めマーク６と光半導体素子３の外形を認識することがで
きる。また、光導波路基板１の光半導体素子２の搭載部
は、光導波路５の光軸の高さと光半導体素子２の光軸の
高さが一致するように、エッチング等により段差が設け
られてある。
なる円形の部分を除いて、他の部分に赤外線を遮断する
薄膜を設けて構成されている。これにより、光半導体素
子２を搭載するとき、光半導体素子２に赤外線を透過さ
せ、この状態で赤外線カメラにより認識すると、位置決
めマーク６と光半導体素子３の外形を認識することがで
きる。また、光導波路基板１の光半導体素子２の搭載部
は、光導波路５の光軸の高さと光半導体素子２の光軸の
高さが一致するように、エッチング等により段差が設け
られてある。
【００１７】図２は、光半導体素子２に赤外線を透過さ
せたときの赤外線カメラによる撮像結果を示す。赤外線
カメラによって得られた画像に基づいて、画像認識装置
により、位置決めマーク６から光半導体素子２のレーザ
光出射端２ａまでの距離が計測され、設計値Ｌに対する
誤差αが算出される。この算出結果に基づいて光半導体
素子２の位置決めマーク６と光導波路基板１の位置決め
マーク４との位置合わせが行われる。
せたときの赤外線カメラによる撮像結果を示す。赤外線
カメラによって得られた画像に基づいて、画像認識装置
により、位置決めマーク６から光半導体素子２のレーザ
光出射端２ａまでの距離が計測され、設計値Ｌに対する
誤差αが算出される。この算出結果に基づいて光半導体
素子２の位置決めマーク６と光導波路基板１の位置決め
マーク４との位置合わせが行われる。
【００１８】図３は位置決めマーク６と位置決めマーク
４の位置合わせを示す。図３に示すように、光導波路基
板１の位置決めマーク４に光半導体素子２の位置決めマ
ーク６を合わせる際、位置決めマーク４に対し、誤差α
だけずらした状態で位置決めマーク６を位置合わせす
る。こうすることにより、光半導体素子２の外形誤差が
吸収され、光半導体素子２と光導波路５の結合（位置合
わせ）を高精度に行うことができる。
４の位置合わせを示す。図３に示すように、光導波路基
板１の位置決めマーク４に光半導体素子２の位置決めマ
ーク６を合わせる際、位置決めマーク４に対し、誤差α
だけずらした状態で位置決めマーク６を位置合わせす
る。こうすることにより、光半導体素子２の外形誤差が
吸収され、光半導体素子２と光導波路５の結合（位置合
わせ）を高精度に行うことができる。
【００１９】次に、図１の光半導体素子と光導波路の結
合方法について説明する。まず、光導波路基板１の電極
用パッド３と光半導体素子２を重ね合わせる。ついで、
赤外光源により光導波路基板１の下方から赤外線を照射
し、光導波路基板１及び光半導体素子２に赤外線を透過
させる。この状態で、光半導体素子２の上方から赤外線
カメラで認識する。この結果、図２のように、位置決め
マーク６と光半導体素子２の外形を認識できる。ここ
で、光半導体素子２の位置決めマーク４から光半導体素
子２のレーザ光出射端２ａまでの距離Ｌ0 を画像認識で
計測し、設計値Ｌとの誤差α（＝Ｌ0 −Ｌ）を算出す
る。図３に示すように、光導波路基板１の位置決め用マ
ーク４に対して、位置決め用マーク６を誤差αだけずら
した状態で光半導体素子２を搭載し、光導波路基板１と
光半導体素子２を接合する。
合方法について説明する。まず、光導波路基板１の電極
用パッド３と光半導体素子２を重ね合わせる。ついで、
赤外光源により光導波路基板１の下方から赤外線を照射
し、光導波路基板１及び光半導体素子２に赤外線を透過
させる。この状態で、光半導体素子２の上方から赤外線
カメラで認識する。この結果、図２のように、位置決め
マーク６と光半導体素子２の外形を認識できる。ここ
で、光半導体素子２の位置決めマーク４から光半導体素
子２のレーザ光出射端２ａまでの距離Ｌ0 を画像認識で
計測し、設計値Ｌとの誤差α（＝Ｌ0 −Ｌ）を算出す
る。図３に示すように、光導波路基板１の位置決め用マ
ーク４に対して、位置決め用マーク６を誤差αだけずら
した状態で光半導体素子２を搭載し、光導波路基板１と
光半導体素子２を接合する。
【００２０】以上説明した第１の実施の形態によれば、
赤外線透過により光半導体素子の位置決めマークとレー
ザ光出射端の位置を赤外線カメラで画像認識により測定
し、位置決めマーク４とレーザ光出射端２ａの間の距離
Ｌ0 と設計値Ｌからの誤差α分だけずらして位置決めを
行うようにしたので、光半導体素子の外形誤差を吸収し
て光半導体素子の出射端から光導波路の入射端までの距
離を高精度に維持し、結合効率の高い光半導体素子と光
伝送路の結合構造を得ることができる。
赤外線透過により光半導体素子の位置決めマークとレー
ザ光出射端の位置を赤外線カメラで画像認識により測定
し、位置決めマーク４とレーザ光出射端２ａの間の距離
Ｌ0 と設計値Ｌからの誤差α分だけずらして位置決めを
行うようにしたので、光半導体素子の外形誤差を吸収し
て光半導体素子の出射端から光導波路の入射端までの距
離を高精度に維持し、結合効率の高い光半導体素子と光
伝送路の結合構造を得ることができる。
【００２１】（第２の実施の形態）次に、本発明の他の
実施例について図面を参照して詳細に説明する。図４
は、本発明の第２の実施の形態を示す。シリコン製のサ
ブ基板７は、一端に光半導体素子２が搭載される凸形の
電極用パッド３が設けられている。電極用パッド３の頂
部の両側には、小丸形の位置決めマーク４が設けられて
いる。また、電極用パッド３の頂部の延長線上の光導波
路基板１の表面には、Ｖ字形の断面形状を有するＶ溝８
が設けられ、このＶ溝８内に光伝送路としての光ファイ
バ９が配設される。Ｖ溝８は、異方性エッチングにより
形成される。Ｖ溝８の先端には、Ｔ字形を成すようにし
てスリット１０が設けられている。このスリット１０
は、光ファイバ６を光軸方向に突き当てて位置を決める
ために設けられるもので、ブレードソー等で機械的に加
工される。Ｖ溝８の深さは、光ファイバ９の光軸の高さ
と光半導体素子２の光軸の高さが一致するように加工さ
れている。なお、位置決めマーク４及び位置決めマーク
６は、第１の実施の形態と同じである。
実施例について図面を参照して詳細に説明する。図４
は、本発明の第２の実施の形態を示す。シリコン製のサ
ブ基板７は、一端に光半導体素子２が搭載される凸形の
電極用パッド３が設けられている。電極用パッド３の頂
部の両側には、小丸形の位置決めマーク４が設けられて
いる。また、電極用パッド３の頂部の延長線上の光導波
路基板１の表面には、Ｖ字形の断面形状を有するＶ溝８
が設けられ、このＶ溝８内に光伝送路としての光ファイ
バ９が配設される。Ｖ溝８は、異方性エッチングにより
形成される。Ｖ溝８の先端には、Ｔ字形を成すようにし
てスリット１０が設けられている。このスリット１０
は、光ファイバ６を光軸方向に突き当てて位置を決める
ために設けられるもので、ブレードソー等で機械的に加
工される。Ｖ溝８の深さは、光ファイバ９の光軸の高さ
と光半導体素子２の光軸の高さが一致するように加工さ
れている。なお、位置決めマーク４及び位置決めマーク
６は、第１の実施の形態と同じである。
【００２２】図５は、光半導体素子２に赤外線を透過さ
せたときの赤外線カメラによる撮像結果を示す。図５に
おいて、αは光半導体素子２のレーザ光出射端２ａの外
形誤差、βはスリット１０の加工誤差、Ｄ0 は設計値、
Ｄは光半導体素子２のレーザ光出射端２ａからスリット
１０までの距離（＝Ｄ0 −α−β）である。サブ基板７
と光半導体素子２を重ね合わせ、サブ基板７の下方から
赤外線を照射すると、赤外線はサブ基板７及び光半導体
素子２を透過する。これを光半導体素子２の上方から赤
外線カメラで撮像すると、サブ基板７の位置決めマーク
４と光半導体素子２の外形と位置決めマーク６とを認識
できる。なお、スリット１０の加工面は、底面が鏡面で
はなく荒れているため、赤外線カメラで撮像すると、陰
影が生じる。
せたときの赤外線カメラによる撮像結果を示す。図５に
おいて、αは光半導体素子２のレーザ光出射端２ａの外
形誤差、βはスリット１０の加工誤差、Ｄ0 は設計値、
Ｄは光半導体素子２のレーザ光出射端２ａからスリット
１０までの距離（＝Ｄ0 −α−β）である。サブ基板７
と光半導体素子２を重ね合わせ、サブ基板７の下方から
赤外線を照射すると、赤外線はサブ基板７及び光半導体
素子２を透過する。これを光半導体素子２の上方から赤
外線カメラで撮像すると、サブ基板７の位置決めマーク
４と光半導体素子２の外形と位置決めマーク６とを認識
できる。なお、スリット１０の加工面は、底面が鏡面で
はなく荒れているため、赤外線カメラで撮像すると、陰
影が生じる。
【００２３】図６は、図４の構成における位置決めマー
ク６と位置決めマーク４の位置合わせを示す。まず、距
離Ｄを画像認識で計測し、設計値Ｄ0 との誤差（α＋
β）を算出する。光半導体素子２のレーザ光出射端２ａ
からスリット１０までの距離の誤差（α十β）が算出さ
れると、図６に示すように、サブ基板７の位置決め用マ
ーク４に対して、光半導体素子２の位置決めマーク６を
誤差（α十β）だけずらせて光半導体素子２を電極用パ
ッド３上に搭載し、両者を接合する。これにより、図６
のように、光半導体素子２のレーザ光出射端２ａからス
リット１０までの距離Ｄを設計値Ｄ0 にすることができ
る。
ク６と位置決めマーク４の位置合わせを示す。まず、距
離Ｄを画像認識で計測し、設計値Ｄ0 との誤差（α＋
β）を算出する。光半導体素子２のレーザ光出射端２ａ
からスリット１０までの距離の誤差（α十β）が算出さ
れると、図６に示すように、サブ基板７の位置決め用マ
ーク４に対して、光半導体素子２の位置決めマーク６を
誤差（α十β）だけずらせて光半導体素子２を電極用パ
ッド３上に搭載し、両者を接合する。これにより、図６
のように、光半導体素子２のレーザ光出射端２ａからス
リット１０までの距離Ｄを設計値Ｄ0 にすることができ
る。
【００２４】上記した第２の実施の形態によれば、赤外
線透過でレーザ光出射端２ａの位置と光導波路５の入射
端の位置に相当するスリット位置を測定し、設計値Ｄ0
からの誤差β分だけずらして位置決めを行っているた
め、光半導体素子２の外形誤差に加えて光導波路５の入
射端位置の誤差βも吸収して、光半導体素子２の出射端
２ａから光導波路５の入射端までの距離Ｄを高精度に維
持することができる。
線透過でレーザ光出射端２ａの位置と光導波路５の入射
端の位置に相当するスリット位置を測定し、設計値Ｄ0
からの誤差β分だけずらして位置決めを行っているた
め、光半導体素子２の外形誤差に加えて光導波路５の入
射端位置の誤差βも吸収して、光半導体素子２の出射端
２ａから光導波路５の入射端までの距離Ｄを高精度に維
持することができる。
【００２５】上記実施の形態においては、位置決めマー
ク４は赤外線を遮断する構成にし、位置決めマーク６を
赤外線を透過する構成にしたが、逆に、位置決めマーク
４は赤外線を透過する構成にし、位置決めマーク６を赤
外線を遮断する構成にしてもよい。
ク４は赤外線を遮断する構成にし、位置決めマーク６を
赤外線を透過する構成にしたが、逆に、位置決めマーク
４は赤外線を透過する構成にし、位置決めマーク６を赤
外線を遮断する構成にしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の光半導体素
子と光伝送路の結合構造によれば、光導波路が形成され
又は光ファイバが搭載される基板と光半導体素子の一方
に赤外線を遮断するマークを設け、基板上の位置決めマ
ーク又は光ファイバ先端位置規制用のスリットから前記
光半導体素子の光出射端までの距離の測定値と設計値の
間の誤差分だけ基板上の位置決めマークに光半導体素子
上の位置決めマークをづらせて前記光半導体素子を基板
に搭載するようにしたので、光半導体素子の外形誤差に
加えて光伝送路の入射端位置の誤差も吸収され、光半導
体素子と光導波路の結合を高精度に行うことが可能にな
る。
子と光伝送路の結合構造によれば、光導波路が形成され
又は光ファイバが搭載される基板と光半導体素子の一方
に赤外線を遮断するマークを設け、基板上の位置決めマ
ーク又は光ファイバ先端位置規制用のスリットから前記
光半導体素子の光出射端までの距離の測定値と設計値の
間の誤差分だけ基板上の位置決めマークに光半導体素子
上の位置決めマークをづらせて前記光半導体素子を基板
に搭載するようにしたので、光半導体素子の外形誤差に
加えて光伝送路の入射端位置の誤差も吸収され、光半導
体素子と光導波路の結合を高精度に行うことが可能にな
る。
【００２７】また、本発明の光半導体素子と光導波路の
結合方法によれば、第１の位置決めマークと第２の位置
決めマークが重なるようにして基板と光半導体素子を仮
結合させ、前記位置決めマーク部、基板、光半導体素子
を透過するように赤外線を照射して赤外線カメラで赤外
線画像を撮像し、この赤外線画像を処理して光半導体素
子の外形、各位置決めマーク、さらにはスリット位置を
認識し、第１の位置決めマーク又はスリット位置から光
半導体素子の光出射端までの距離を算出し、この算出し
た距離と設計値との誤差を算出し、第１の位置決めマー
クに対して第２の位置決めマークを前記誤差分だけずら
せて前記光半導体素子を前記基板に接合するようにした
ので、光半導体素子の外形誤差に加えて光導波路の入射
端位置の誤差が吸収され、光半導体素子と光導波路の結
合を高精度に行うことが可能になる。
結合方法によれば、第１の位置決めマークと第２の位置
決めマークが重なるようにして基板と光半導体素子を仮
結合させ、前記位置決めマーク部、基板、光半導体素子
を透過するように赤外線を照射して赤外線カメラで赤外
線画像を撮像し、この赤外線画像を処理して光半導体素
子の外形、各位置決めマーク、さらにはスリット位置を
認識し、第１の位置決めマーク又はスリット位置から光
半導体素子の光出射端までの距離を算出し、この算出し
た距離と設計値との誤差を算出し、第１の位置決めマー
クに対して第２の位置決めマークを前記誤差分だけずら
せて前記光半導体素子を前記基板に接合するようにした
ので、光半導体素子の外形誤差に加えて光導波路の入射
端位置の誤差が吸収され、光半導体素子と光導波路の結
合を高精度に行うことが可能になる。
【図１】本発明による光半導体素子と光伝送路の結合構
造の第１の実施の形態を示す斜視図である。
造の第１の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の構成における光半導体素子に赤外線を透
過させたときの赤外線カメラによる撮像結果を示す画像
図である。
過させたときの赤外線カメラによる撮像結果を示す画像
図である。
【図３】図１の構成における位置決めマーク相互の位置
合わせを示す説明図である。
合わせを示す説明図である。
【図４】本発明による光半導体素子と光伝送路の結合構
造の第２の実施の形態を示す斜視図である。
造の第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】図４の構成における光半導体素子に赤外線を透
過させたときの赤外線カメラによる撮像結果を示す画像
図である。
過させたときの赤外線カメラによる撮像結果を示す画像
図である。
【図６】図４の構成における位置決めマーク相互の位置
合わせを示す説明図である。
合わせを示す説明図である。
【符号の説明】 １ 光導波路基板 ２ 光半導体素子 ２ａ レーザ光出射端 ３ 電極用パッド ４，５ 位置決めマーク ５ 光導波路 ７ サブ基板 ８ Ｖ溝 ９ 光ファイバ １０ スリット
Claims (4)
- 【請求項１】 光を出射する端面を有する光半導体素子
と、 光導波路が形成され、前記光導波路の端部に隣接させて
前記光半導体素子を搭載する領域が形成された基板と、 前記基板の前記光半導体素子を搭載する前記領域に設け
られ、所定領域が赤外線を遮断又は透過するように形成
された一対の第１の位置決めマークと、 前記第１の位置決めマークに重なる領域のみが前記第１
の位置決めマークと逆のパターン形状にして前記光半導
体素子の底面に形成された一対の第２の位置決めマーク
とを備え、 設計値と前記第１の位置決めマークから前記光半導体素
子の光を出射する前記端面までの距離との差分だけ前記
第１の位置決めマークに対して前記第２の位置決めマー
クをずらせて前記光半導体素子を前記基板に搭載したこ
とを特徴とする光半導体素子と光伝送路の結合構造。 - 【請求項２】 光を出射する端面を有する光半導体素子
と、 光ファイバが配設される溝と前記光ファイバの先端位置
を規制するためのスリットが形成され、前記スリットに
隣接させて前記光半導体素子を搭載する領域が形成され
た基板と、 前記基板の前記光半導体素子を搭載する前記領域に設け
られ、所定の領域が赤外線を遮断又は透過するように形
成された一対の第１の位置決めマークと、 前記第１の位置決めマークに重なる領域のみが前記第１
の位置決めマークと逆のパターン形状にして前記光半導
体素子の底面に形成された一対の第２の位置決めマーク
とを備え、 設計値と前記スリットから前記光半導体素子の光を出射
する前記端面までの距離との差分だけ前記第１の位置決
めマークに対して前記第２の位置決めマークをずらせて
前記光半導体素子を前記基板に搭載したことを特徴とす
る光半導体素子と光伝送路の結合構造。 - 【請求項３】 光導波路が形成されると共に、所定領域
が赤外線を遮断又は透過するように形成された一対の第
１のマークを備えた基板と、前記第１の位置決めマーク
に重なる領域のみが前記第１の位置決めマークと逆のパ
ターン形状にして底面に形成された一対の第２の位置決
めマークを備えた光半導体素子とを仮に結合させた状態
で前記基板及び前記光半導体素子に赤外線を透過し、 前記基板及び前記光半導体素子を透過した赤外線による
画像を赤外線カメラで撮像し、 前記赤外線カメラによる赤外線画像を処理して前記光半
導体素子の外形及び前記各位置決めマークを認識して前
記光半導体素子の光出射端から前記第１の位置決めマー
クまでの距離を算出し、 前記算出した距離と設計値との差分を算出し、 前記第１の位置決めマークに対して前記第２の位置決め
マークを前記差分だけずらせて前記光半導体素子を前記
基板に接合することを特徴とする光半導体素子と光伝送
路の結合方法。 - 【請求項４】 光ファイバを収容する溝が形成されると
共に、所定領域が赤外線を遮断又は透過する一対の第１
のマークが形成された基板と、前記第１の位置決めマー
クに重なる領域のみが前記第１の位置決めマークと逆の
パターン形状にして底面に形成された一対の第２の位置
決めマークを備えた光半導体素子とを仮に結合させた状
態で前記基板及び前記光半導体素子に赤外線を透過し、 前記基板及び前記光半導体素子を透過した赤外線による
画像を赤外線カメラで撮像し、 前記赤外線カメラによる赤外線画像を処理して前記光半
導体素子の外形、前記各位置決めマーク、及び前記スリ
ット位置を認識して前記光半導体素子の光出射端から前
記スリットまでの距離を算出し、 前記算出した距離と設計値との差分を算出し、 前記第１の位置決めマークに対して前記第２の位置決め
マークを前記差分だけずらせて前記光半導体素子を前記
基板に接合することを特徴とする光半導体素子と光伝送
路の結合方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033464A JP2000231041A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 光半導体素子と光伝送路の結合構造及びその結合方法 |
| US09/499,206 US6385223B1 (en) | 1999-02-10 | 2000-02-07 | Method for connecting optical waveguide and optical semiconductor device and apparatus for connecting the same |
| EP00102707A EP1028340A1 (en) | 1999-02-10 | 2000-02-09 | Method for connecting optical waveguide and optical semiconductor device and apparatus for connecting the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033464A JP2000231041A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 光半導体素子と光伝送路の結合構造及びその結合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000231041A true JP2000231041A (ja) | 2000-08-22 |
Family
ID=12387276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11033464A Pending JP2000231041A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 光半導体素子と光伝送路の結合構造及びその結合方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6385223B1 (ja) |
| EP (1) | EP1028340A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000231041A (ja) |
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| EP1975657A2 (en) | 2007-03-29 | 2008-10-01 | Nec Corporation | Optical device and manufacturing method thereof |
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| JP2015194689A (ja) * | 2014-03-24 | 2015-11-05 | シチズンホールディングス株式会社 | 光ファイバの実装部品、光モジュールおよび製造方法 |
| JP2016103545A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | シチズンホールディングス株式会社 | 光モジュールおよびその製造方法 |
| JP2020101636A (ja) * | 2018-12-20 | 2020-07-02 | 住友ベークライト株式会社 | 光モジュールの製造方法 |
| JP7170954B1 (ja) * | 2022-06-01 | 2022-11-14 | 三菱電機株式会社 | 微粒子計測センサ |
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|---|---|---|---|---|
| JP3722693B2 (ja) * | 2000-11-28 | 2005-11-30 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| US6799902B2 (en) | 2000-12-26 | 2004-10-05 | Emcore Corporation | Optoelectronic mounting structure |
| US6905260B2 (en) * | 2000-12-26 | 2005-06-14 | Emcore Corporation | Method and apparatus for coupling optical elements to optoelectronic devices for manufacturing optical transceiver modules |
| GB0124427D0 (en) * | 2001-10-11 | 2001-12-05 | Eblana Photonics Ltd | A method of manufacturing a semiconductor device |
| US20070187844A1 (en) | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Wintec Industries, Inc. | Electronic assembly with detachable components |
| US7928591B2 (en) * | 2005-02-11 | 2011-04-19 | Wintec Industries, Inc. | Apparatus and method for predetermined component placement to a target platform |
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