JP2002296434A - 受光モジュール及びその製造方法 - Google Patents
受光モジュール及びその製造方法Info
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- JP2002296434A JP2002296434A JP2001101297A JP2001101297A JP2002296434A JP 2002296434 A JP2002296434 A JP 2002296434A JP 2001101297 A JP2001101297 A JP 2001101297A JP 2001101297 A JP2001101297 A JP 2001101297A JP 2002296434 A JP2002296434 A JP 2002296434A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光モジュールの製造工程を容易にする。
【解決手段】 第１のシリコン基板１にミラー部２を形
成し、第１のシリコン基板１と第２のシリコン基板２と
を酸化膜６を介して接合する。第１のシリコン基板１を
エッチングしてミラー部２を含む導波路８を形成し、導
波路８の表面を覆うように酸化した後、この上に第３の
シリコン基板１０を接合する。そして、第３のシリコン
基板１０の、ミラー部２において反射された光信号を受
光可能な位置に、ラテラル型のフォトダイオード部１８
を形成する。さらに、第３のシリコン基板１０のフォト
ダイオード部１８の受光領域に対応する領域に、光吸収
層２４を形成する。導波路８に導波された光信号はミラ
ー部２でフォトダイオード部１８方向に反射され、光吸
収層２４において吸収されてこれがフォトダイオード部
１８で電気信号に変換される。
成し、第１のシリコン基板１と第２のシリコン基板２と
を酸化膜６を介して接合する。第１のシリコン基板１を
エッチングしてミラー部２を含む導波路８を形成し、導
波路８の表面を覆うように酸化した後、この上に第３の
シリコン基板１０を接合する。そして、第３のシリコン
基板１０の、ミラー部２において反射された光信号を受
光可能な位置に、ラテラル型のフォトダイオード部１８
を形成する。さらに、第３のシリコン基板１０のフォト
ダイオード部１８の受光領域に対応する領域に、光吸収
層２４を形成する。導波路８に導波された光信号はミラ
ー部２でフォトダイオード部１８方向に反射され、光吸
収層２４において吸収されてこれがフォトダイオード部
１８で電気信号に変換される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、受光モジュール及
びその製造方法に関し、特に容易に製造することの可能
な受光モジュール及びその製造方法に関する。
びその製造方法に関し、特に容易に製造することの可能
な受光モジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、受光モジュールとしては数々のも
のが提案されている。例えば、特許第２９１０６９６号
に記載されているように、ＳＯＩ基板のシリコン層に溝
を形成しここに例えば光吸収層及びシリコン層をこの順
に積層し、さらに、ＳＯＩ基板のシリコン層及び溝に形
成したシリコン層を覆うようにシリコン酸化膜を形成
し、光吸収層をコア、また、ＳＯＩ基板の埋め込み酸化
膜及び上部のシリコン酸化膜をクラッディングとして導
波路を形成し、この導波路に光ファイバから伝達された
光信号を光吸収層で受光するようにしたもの、また、特
許第３０６２８８号に記載されているように、ＳＯＩ基
板をエッチングして導波路を形成すると共にＳＯＩ基板
にＶ溝を形成してここに光ファイバ２を固定し、導波路
の上に光検出器を配置するようにしたもの等が知られて
いる。
のが提案されている。例えば、特許第２９１０６９６号
に記載されているように、ＳＯＩ基板のシリコン層に溝
を形成しここに例えば光吸収層及びシリコン層をこの順
に積層し、さらに、ＳＯＩ基板のシリコン層及び溝に形
成したシリコン層を覆うようにシリコン酸化膜を形成
し、光吸収層をコア、また、ＳＯＩ基板の埋め込み酸化
膜及び上部のシリコン酸化膜をクラッディングとして導
波路を形成し、この導波路に光ファイバから伝達された
光信号を光吸収層で受光するようにしたもの、また、特
許第３０６２８８号に記載されているように、ＳＯＩ基
板をエッチングして導波路を形成すると共にＳＯＩ基板
にＶ溝を形成してここに光ファイバ２を固定し、導波路
の上に光検出器を配置するようにしたもの等が知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、ＳＯＩ基板のシリコン層に溝を形成しここに導
波路のコアとなる光吸収層を形成する方法、或いはＳＯ
Ｉ基板をエッチングして導波路を構成する方法等は、光
ファイバ通信を目的とした受光モジュールであり、ま
た、製造工程が複雑であるため、特にチップ間通信に適
し且つ容易に製造することの可能な受光モジュール及び
その製造方法が望まれていた。
ように、ＳＯＩ基板のシリコン層に溝を形成しここに導
波路のコアとなる光吸収層を形成する方法、或いはＳＯ
Ｉ基板をエッチングして導波路を構成する方法等は、光
ファイバ通信を目的とした受光モジュールであり、ま
た、製造工程が複雑であるため、特にチップ間通信に適
し且つ容易に製造することの可能な受光モジュール及び
その製造方法が望まれていた。
【０００４】そこで、この発明は上記従来の未解決の課
題に着目してなされたものであり、チップ間通信に適し
且つ容易に製造することの可能な受光モジュール及びそ
の製造方法を提供することを目的としている。
題に着目してなされたものであり、チップ間通信に適し
且つ容易に製造することの可能な受光モジュール及びそ
の製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る受光モジュールは、導波路
を介して光信号を受光するようにした受光モジュールで
あって、ＳＯＩ構造を備え、当該ＳＯＩ構造を構成する
シリコン層を前記導波路として用い、且つ前記ＳＯＩ構
造を構成する絶縁層を前記導波路のクラッディング層と
して用いるようにしたことを特徴としている。
に、本発明の請求項１に係る受光モジュールは、導波路
を介して光信号を受光するようにした受光モジュールで
あって、ＳＯＩ構造を備え、当該ＳＯＩ構造を構成する
シリコン層を前記導波路として用い、且つ前記ＳＯＩ構
造を構成する絶縁層を前記導波路のクラッディング層と
して用いるようにしたことを特徴としている。
【０００６】また、請求項２に係る受光モジュールは、
導波路を介して光信号を受光するようにした受光モジュ
ールであって、前記導波路を構成する第１の半導体層
と、当該第１の半導体層の周囲に配置され前記導波路の
クラッディング層を構成する絶縁層と、前記第１の半導
体層に導波される光信号の進路を変更する進路変更手段
と、当該進路変更手段で進路変更された光信号を受光す
る受光素子と、前記絶縁層の前記受光素子の受光領域に
相当する部分の表面及び／又は内部に配置された光吸収
層と、を備えることを特徴としている。
導波路を介して光信号を受光するようにした受光モジュ
ールであって、前記導波路を構成する第１の半導体層
と、当該第１の半導体層の周囲に配置され前記導波路の
クラッディング層を構成する絶縁層と、前記第１の半導
体層に導波される光信号の進路を変更する進路変更手段
と、当該進路変更手段で進路変更された光信号を受光す
る受光素子と、前記絶縁層の前記受光素子の受光領域に
相当する部分の表面及び／又は内部に配置された光吸収
層と、を備えることを特徴としている。
【０００７】また、請求項３に係る受光モジュールは、
前記受光素子は、ラテラル型のフォトダイオードである
ことを特徴としている。また、請求項４に係る受光モジ
ュールは、前記進路変更手段は、波長に応じて選択的に
前記光信号の進路を変更するようになっていることを特
徴としている。また、請求項５に係る受光モジュールの
製造方法は、導波路を介して光信号を受光するようにし
た受光モジュールの製造方法であって、第１の半導体基
板内に当該第１の半導体基板に導波される光信号の進路
を前記第１の半導体基板の一方の表面方向に変更する進
行方向変更手段を形成し、その後、当該進行方向変更手
段による光信号の進路とは逆の表面を酸化する工程と、
第２の半導体基板の一方の面を酸化し、前記第１の半導
体基板と前記第２の半導体基板とをこれらに形成された
酸化層どうしが対向するように接合する工程と、前記第
１の半導体基板をエッチングして前記進行方向変更手段
を含んだ前記導波路を形成した後、当該導波路の表面を
覆うように酸化する工程と、第３の半導体基板を酸化
し、当該第３の半導体基板と第２の半導体基板とをこれ
らに形成された酸化層どうしが対向するように接合する
工程と、前記第３の半導体層に受光素子を形成する工程
と、前記第３の半導体層の前記受光素子の受光領域に相
当する部分の表面及び／又は内部に光吸収層を形成する
工程と、を備えることを特徴としている。
前記受光素子は、ラテラル型のフォトダイオードである
ことを特徴としている。また、請求項４に係る受光モジ
ュールは、前記進路変更手段は、波長に応じて選択的に
前記光信号の進路を変更するようになっていることを特
徴としている。また、請求項５に係る受光モジュールの
製造方法は、導波路を介して光信号を受光するようにし
た受光モジュールの製造方法であって、第１の半導体基
板内に当該第１の半導体基板に導波される光信号の進路
を前記第１の半導体基板の一方の表面方向に変更する進
行方向変更手段を形成し、その後、当該進行方向変更手
段による光信号の進路とは逆の表面を酸化する工程と、
第２の半導体基板の一方の面を酸化し、前記第１の半導
体基板と前記第２の半導体基板とをこれらに形成された
酸化層どうしが対向するように接合する工程と、前記第
１の半導体基板をエッチングして前記進行方向変更手段
を含んだ前記導波路を形成した後、当該導波路の表面を
覆うように酸化する工程と、第３の半導体基板を酸化
し、当該第３の半導体基板と第２の半導体基板とをこれ
らに形成された酸化層どうしが対向するように接合する
工程と、前記第３の半導体層に受光素子を形成する工程
と、前記第３の半導体層の前記受光素子の受光領域に相
当する部分の表面及び／又は内部に光吸収層を形成する
工程と、を備えることを特徴としている。
【０００８】さらに、請求項６に係る受光モジュールの
製造方法は、前記受光素子として、ラテラル型のフォト
ダイオードを形成することを特徴としている。
製造方法は、前記受光素子として、ラテラル型のフォト
ダイオードを形成することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明による受
光モジュールの製造工程を表したものであって、その製
造工程を示す部分断面図である。まず、図１（ａ）に示
すように、第１のシリコン基板１に、入射光を後述のフ
ォトダイオード部１８方向に反射させる進路方向変更手
段としてのミラー部２を形成する。このミラー部２は、
例えば、第１のシリコン基板１のミラー部２を形成する
領域をエッチングして、基板表面に対して傾斜する鏡面
を有する溝を形成し、この溝部分を酸化させてＳｉＯ2
を埋め込むことによって形成する。
に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明による受
光モジュールの製造工程を表したものであって、その製
造工程を示す部分断面図である。まず、図１（ａ）に示
すように、第１のシリコン基板１に、入射光を後述のフ
ォトダイオード部１８方向に反射させる進路方向変更手
段としてのミラー部２を形成する。このミラー部２は、
例えば、第１のシリコン基板１のミラー部２を形成する
領域をエッチングして、基板表面に対して傾斜する鏡面
を有する溝を形成し、この溝部分を酸化させてＳｉＯ2
を埋め込むことによって形成する。
【００１０】そして、ミラー部２を形成した後、第１の
シリコン基板１の前記エッチングを施した側の面を酸化
し、酸化膜３を成膜する。続いて、図１（ｂ）に示すよ
うに、新たな第２のシリコン基板４の一方の表面を酸化
し、酸化膜５を成膜する。そして、図１（ｃ）に示すよ
うに、第１のシリコン基板１に形成された酸化膜３と第
２のシリコン基板４に形成された酸化膜５とを対向させ
て、公知の手順によって、第１のシリコン基板１と第２
のシリコン基板４とを接合する。
シリコン基板１の前記エッチングを施した側の面を酸化
し、酸化膜３を成膜する。続いて、図１（ｂ）に示すよ
うに、新たな第２のシリコン基板４の一方の表面を酸化
し、酸化膜５を成膜する。そして、図１（ｃ）に示すよ
うに、第１のシリコン基板１に形成された酸化膜３と第
２のシリコン基板４に形成された酸化膜５とを対向させ
て、公知の手順によって、第１のシリコン基板１と第２
のシリコン基板４とを接合する。
【００１１】これによって、第１のシリコン基板１と第
２のシリコン基板４との間に酸化膜６が介挿されたＳＯ
Ｉ構造が形成されることになる。次いで、図１（ｄ）に
示すように、第１のシリコン基板１上のミラー部２を含
む導波路となる部分にマスク７を形成した後、これをエ
ッチングして第１のシリコン基板１の余分な部分を除去
する。そして、マスク７を除去する。
２のシリコン基板４との間に酸化膜６が介挿されたＳＯ
Ｉ構造が形成されることになる。次いで、図１（ｄ）に
示すように、第１のシリコン基板１上のミラー部２を含
む導波路となる部分にマスク７を形成した後、これをエ
ッチングして第１のシリコン基板１の余分な部分を除去
する。そして、マスク７を除去する。
【００１２】これによって、図１（ｅ）に示すように、
第２のシリコン基板４の上に積層された酸化膜６の上
に、シリコン層からなる導波路８が形成される。なお、
図１（ｄ）及び（ｅ）においては、部分断面図と共に、
その正面図と上面図とを表している。続いて、酸化膜６
及び導波路８の表面を酸化し、図２（ａ）の部分断面図
及びその正面図に示すように、導波路８の上面が覆われ
るまで酸化を行う。これによって、第２のシリコン基板
４の上に酸化膜９が積層され、この酸化膜９の内部に、
ミラー部２が形成された導波路８が配置された状態とな
る。
第２のシリコン基板４の上に積層された酸化膜６の上
に、シリコン層からなる導波路８が形成される。なお、
図１（ｄ）及び（ｅ）においては、部分断面図と共に、
その正面図と上面図とを表している。続いて、酸化膜６
及び導波路８の表面を酸化し、図２（ａ）の部分断面図
及びその正面図に示すように、導波路８の上面が覆われ
るまで酸化を行う。これによって、第２のシリコン基板
４の上に酸化膜９が積層され、この酸化膜９の内部に、
ミラー部２が形成された導波路８が配置された状態とな
る。
【００１３】続いて、図２（ｂ）に示すように、新たな
第３のシリコン基板１０の一方の表面を酸化して酸化膜
１１を成膜する。そして、第２のシリコン基板４の酸化
膜９と第３のシリコン基板１０の酸化膜１１とを対向さ
せて、第２のシリコン基板４と第３のシリコン基板１０
とを公知の手順で接合する。これによって、図２（ｃ）
に示すように、第２のシリコン基板４と第３のシリコン
基板１０との間に酸化膜１２が介挿された積層構造が形
成される。
第３のシリコン基板１０の一方の表面を酸化して酸化膜
１１を成膜する。そして、第２のシリコン基板４の酸化
膜９と第３のシリコン基板１０の酸化膜１１とを対向さ
せて、第２のシリコン基板４と第３のシリコン基板１０
とを公知の手順で接合する。これによって、図２（ｃ）
に示すように、第２のシリコン基板４と第３のシリコン
基板１０との間に酸化膜１２が介挿された積層構造が形
成される。
【００１４】ここで、前記酸化膜１２内には、導波路８
が配置されている。つまり、導波路８がコア部、この導
波路８の周囲に配置された酸化膜１２がクラッディング
部となり、導波路構造部１５が形成されたことになる。
なお、図２（ａ）の工程で、導波路８を覆うように形成
する酸化膜９の膜厚及び、図２（ｂ）の工程で、第３の
シリコン基板１０に形成する酸化膜１１の膜厚は、図２
（ｃ）の工程で形成される前記酸化膜１２の、導波路８
と第３のシリコン基板１０との間に介挿された部分の膜
厚は、導波路を導波しミラー部２で反射される光信号が
透過可能な膜厚となるように決定する。
が配置されている。つまり、導波路８がコア部、この導
波路８の周囲に配置された酸化膜１２がクラッディング
部となり、導波路構造部１５が形成されたことになる。
なお、図２（ａ）の工程で、導波路８を覆うように形成
する酸化膜９の膜厚及び、図２（ｂ）の工程で、第３の
シリコン基板１０に形成する酸化膜１１の膜厚は、図２
（ｃ）の工程で形成される前記酸化膜１２の、導波路８
と第３のシリコン基板１０との間に介挿された部分の膜
厚は、導波路を導波しミラー部２で反射される光信号が
透過可能な膜厚となるように決定する。
【００１５】続いて、図２（ｄ）に示すように、第３の
シリコン基板１０に、例えばＣＭＯＳプロセス等の公知
の手順で、フォトダイオード部１８を形成する。このと
き、ミラー部２で反射された光信号を受光可能な位置に
フォトダイオード部１８が位置するように配置し、例え
ば、ＰＩＮ構造が第３のシリコン基板１０の表面に対し
て垂直に形成されたラテラル型フォトダイオードを、図
３に示すようにアレイ状に配置して、フォトダイオード
部１８を形成する。
シリコン基板１０に、例えばＣＭＯＳプロセス等の公知
の手順で、フォトダイオード部１８を形成する。このと
き、ミラー部２で反射された光信号を受光可能な位置に
フォトダイオード部１８が位置するように配置し、例え
ば、ＰＩＮ構造が第３のシリコン基板１０の表面に対し
て垂直に形成されたラテラル型フォトダイオードを、図
３に示すようにアレイ状に配置して、フォトダイオード
部１８を形成する。
【００１６】さらに、図３に示すように、フォトダイオ
ード部１８のｐ層及びｎ層の上面に電極２１及び２２を
形成し、第３のシリコン基板１０の上面の電極２１及び
２２の間に、これら電極２１及び２２と絶縁層２３を挟
んで光吸収層２４を形成する。前記絶縁層２３は、前記
光吸収層２４で生じる電子によって、両電極間を導通さ
せないためのものである。
ード部１８のｐ層及びｎ層の上面に電極２１及び２２を
形成し、第３のシリコン基板１０の上面の電極２１及び
２２の間に、これら電極２１及び２２と絶縁層２３を挟
んで光吸収層２４を形成する。前記絶縁層２３は、前記
光吸収層２４で生じる電子によって、両電極間を導通さ
せないためのものである。
【００１７】また、前記光吸収層２４は、例えば光電変
換機能を有する色素層で構成される。この色素層として
は、例えばポルフィリン類（ヘム等）、フタロシアニン
類、ロドプシン類（バクテリオロドプシン等）を適用す
ることができ、応答速度と感度が高いものを使用するこ
とが好ましい。光吸収層２４の形成方法としては、ラン
グミュア・ブロジェット法（ＬＢ法）、スピンコート
法、或いはインクジェット法等を適用することができ
る。
換機能を有する色素層で構成される。この色素層として
は、例えばポルフィリン類（ヘム等）、フタロシアニン
類、ロドプシン類（バクテリオロドプシン等）を適用す
ることができ、応答速度と感度が高いものを使用するこ
とが好ましい。光吸収層２４の形成方法としては、ラン
グミュア・ブロジェット法（ＬＢ法）、スピンコート
法、或いはインクジェット法等を適用することができ
る。
【００１８】これによって、導波路構造部１５とフォト
ダイオード部１８とが形成され、導波路８つまり光配線
が基板内に形成された受光モジュールが得られたことに
なる。つまり、この状態で、ｎ層の電極２２側を正とし
て逆バイアス電圧を付与し、光信号を導波路８に水平方
向に入射すると、入射された平行波の光信号は、導波路
８を介して導波され、ミラー部２でフォトダイオード部
１８の方向に反射される。そして、第３のシリコン基板
１０を透過した光信号は光吸収層２４で吸収され、光吸
収層２４での光吸収によって生じた電子がｉ層及びｐ層
を通ってｐ層の電極２１に至る。そして、この電極２１
から光信号に応じた電気信号として出力される。
ダイオード部１８とが形成され、導波路８つまり光配線
が基板内に形成された受光モジュールが得られたことに
なる。つまり、この状態で、ｎ層の電極２２側を正とし
て逆バイアス電圧を付与し、光信号を導波路８に水平方
向に入射すると、入射された平行波の光信号は、導波路
８を介して導波され、ミラー部２でフォトダイオード部
１８の方向に反射される。そして、第３のシリコン基板
１０を透過した光信号は光吸収層２４で吸収され、光吸
収層２４での光吸収によって生じた電子がｉ層及びｐ層
を通ってｐ層の電極２１に至る。そして、この電極２１
から光信号に応じた電気信号として出力される。
【００１９】ここで、導波路８が配線された導波路構造
部１５を形成し、この導波路構造部１５にフォトダイオ
ード部１８を造り込むようにしている。したがって、通
常の、基板上にフォトダイオード部１８を造る場合と同
等に扱うことができるから、特別な手順を必要とするこ
とはなく、通常のＣＭＯＳプロセス等を用いてフォトダ
イオード部１８を形成することができる。
部１５を形成し、この導波路構造部１５にフォトダイオ
ード部１８を造り込むようにしている。したがって、通
常の、基板上にフォトダイオード部１８を造る場合と同
等に扱うことができるから、特別な手順を必要とするこ
とはなく、通常のＣＭＯＳプロセス等を用いてフォトダ
イオード部１８を形成することができる。
【００２０】また、導波路構造部１５を形成した後、こ
れにフォトダイオード部１８を造り込むようにしている
から、一連のプロセスで導波路構造部１５及びフォトダ
イオード部１８を共に製造することができる。また、導
波路構造部１５を基板内に形成しているから、基板上に
光配線を配置する必要がない。したがって、その分、手
間が省けると共に受光モジュールの縮小化を図ることが
できる。
れにフォトダイオード部１８を造り込むようにしている
から、一連のプロセスで導波路構造部１５及びフォトダ
イオード部１８を共に製造することができる。また、導
波路構造部１５を基板内に形成しているから、基板上に
光配線を配置する必要がない。したがって、その分、手
間が省けると共に受光モジュールの縮小化を図ることが
できる。
【００２１】また、導波路構造部１５を生成する工程と
フォトダイオード部１８を生成する工程とは、別々の工
程であるから、フォトダイオード部１８の配置位置等に
関係なくチップ内全面に対して光配線を行うことがで
き、また、フォトダイオード部１８の配置位置に応じて
導波路８及びミラー部２の配置位置を設定することによ
って、フォトダイオード部１８を何ら制約を受けること
なく配置することができる。
フォトダイオード部１８を生成する工程とは、別々の工
程であるから、フォトダイオード部１８の配置位置等に
関係なくチップ内全面に対して光配線を行うことがで
き、また、フォトダイオード部１８の配置位置に応じて
導波路８及びミラー部２の配置位置を設定することによ
って、フォトダイオード部１８を何ら制約を受けること
なく配置することができる。
【００２２】また、フォトダイオード部１８が形成され
る第３のシリコン基板１０は光信号を透過してしまう
が、フォトダイオード部１８の受光領域に相当する部分
に、光吸収層２４を設けているから、ミラー部２で反射
された光信号を光吸収層２４で確実に吸収することがで
きる。また、導波路構造部１５内で光コネクトを行うこ
とができるから結合効率を向上させることができ、ま
た、光配線を行うようにしているから、高速な信号の伝
達時に問題となる電気的なクロストーク等が生じること
はない。
る第３のシリコン基板１０は光信号を透過してしまう
が、フォトダイオード部１８の受光領域に相当する部分
に、光吸収層２４を設けているから、ミラー部２で反射
された光信号を光吸収層２４で確実に吸収することがで
きる。また、導波路構造部１５内で光コネクトを行うこ
とができるから結合効率を向上させることができ、ま
た、光配線を行うようにしているから、高速な信号の伝
達時に問題となる電気的なクロストーク等が生じること
はない。
【００２３】また、ＳＯＩ構造の上にシリコン層（第３
のシリコン基板１０）を形成し、このシリコン層に機能
素子すなわちフォトダイオード部１８を造り込むように
しているから、フォトダイオードにおける高速化を図る
ことができる。なお、上記実施の形態においては、色素
層２４を、第３のシリコン基板１０のフォトダイオード
部１８の受光領域に相当する部分の上面に形成するよう
にした場合について説明したが、これに限らず、第３の
シリコン基板１０のフォトダイオード部１８の受光領域
に相当する上面及び／又は内部に設けるようにしてもよ
い。
のシリコン基板１０）を形成し、このシリコン層に機能
素子すなわちフォトダイオード部１８を造り込むように
しているから、フォトダイオードにおける高速化を図る
ことができる。なお、上記実施の形態においては、色素
層２４を、第３のシリコン基板１０のフォトダイオード
部１８の受光領域に相当する部分の上面に形成するよう
にした場合について説明したが、これに限らず、第３の
シリコン基板１０のフォトダイオード部１８の受光領域
に相当する上面及び／又は内部に設けるようにしてもよ
い。
【００２４】また、上記実施の形態においては、ミラー
部２を、第１のシリコン基板１に溝を形成し、ここにＳ
ｉＯ2 を埋め込むことによって形成するようにした場合
について説明したが、ＳｉＯ2 に限るものではなく、例
えば二酸化チタン等の屈折率の高い物質によって形成す
るようにしてもよい。また、ミラー部２を形成し、光信
号を反射させることによって、光信号の進路をＰＤ素子
部１８側に変更させるようにした場合について説明した
がこれに限らず、例えば、グレーディング部を形成する
ようにしてもよく、要は光信号の進路をＰＤ素子部側に
変更させることの可能な部材であれば適用することがで
きる。また、ミラー部或いはグレーティング部によっ
て、光信号を波長選択的に反射させるようにすることに
よって、所定波長の光のみを受光するようにすることも
可能である。
部２を、第１のシリコン基板１に溝を形成し、ここにＳ
ｉＯ2 を埋め込むことによって形成するようにした場合
について説明したが、ＳｉＯ2 に限るものではなく、例
えば二酸化チタン等の屈折率の高い物質によって形成す
るようにしてもよい。また、ミラー部２を形成し、光信
号を反射させることによって、光信号の進路をＰＤ素子
部１８側に変更させるようにした場合について説明した
がこれに限らず、例えば、グレーディング部を形成する
ようにしてもよく、要は光信号の進路をＰＤ素子部側に
変更させることの可能な部材であれば適用することがで
きる。また、ミラー部或いはグレーティング部によっ
て、光信号を波長選択的に反射させるようにすることに
よって、所定波長の光のみを受光するようにすることも
可能である。
【００２５】同様に、色素層２４を形成する材料の波長
選択性を利用して、所定波長の光のみを検出できるよう
にすることもできる。また、使用する色素の吸収係数や
色素層２４の膜厚を適切に設定することによって、受光
感度を容易に向上させることができる。また、上記実施
の形態においては、フォトダイオード部１３としてラテ
ラル型のフォトダイオードを形成する場合について説明
したが、これに限るものではなく、例えば、縦型フォト
ダイオードを適用することも可能である。
選択性を利用して、所定波長の光のみを検出できるよう
にすることもできる。また、使用する色素の吸収係数や
色素層２４の膜厚を適切に設定することによって、受光
感度を容易に向上させることができる。また、上記実施
の形態においては、フォトダイオード部１３としてラテ
ラル型のフォトダイオードを形成する場合について説明
したが、これに限るものではなく、例えば、縦型フォト
ダイオードを適用することも可能である。
【００２６】また、上記実施の形態においては、酸化膜
１２の、導波路８と第３のシリコン基板１０との間の膜
厚は、ミラー部２で反射される光信号を透過するように
形成した場合について説明したが、これに限るものでは
ない。例えば、導波路８と第３のシリコン基板１０との
間の酸化膜の、導波路８のミラー部２で反射された光信
号が透過する部分に窓部を設け、この窓部を通してミラ
ー部２で反射した光信号をフォトダイオード部１８に導
波するようにしてもよい。
１２の、導波路８と第３のシリコン基板１０との間の膜
厚は、ミラー部２で反射される光信号を透過するように
形成した場合について説明したが、これに限るものでは
ない。例えば、導波路８と第３のシリコン基板１０との
間の酸化膜の、導波路８のミラー部２で反射された光信
号が透過する部分に窓部を設け、この窓部を通してミラ
ー部２で反射した光信号をフォトダイオード部１８に導
波するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
乃至請求項６に係る受光モジュール及びその製造方法に
よれば、ＳＯＩ構造を構成するシリコン層を導波路と
し、ＳＯＩ構造を構成する絶縁層をクラッディング層と
して用いるようにしているから、ＳＯＩ構造の基板内に
光配線を収めることができる。また、ＳＯＩ構造に形成
された基板であり且つ光信号の進路を変更する進路変更
手段を含む導波路が形成された基板に例えばラテラル型
のフォトダイオード等の受光素子を造り込むようにして
いるから、光コネクトを基板内で行うことができると共
に、導波路構造及び受光素子を一連のプロセスで生成す
ることができる。
乃至請求項６に係る受光モジュール及びその製造方法に
よれば、ＳＯＩ構造を構成するシリコン層を導波路と
し、ＳＯＩ構造を構成する絶縁層をクラッディング層と
して用いるようにしているから、ＳＯＩ構造の基板内に
光配線を収めることができる。また、ＳＯＩ構造に形成
された基板であり且つ光信号の進路を変更する進路変更
手段を含む導波路が形成された基板に例えばラテラル型
のフォトダイオード等の受光素子を造り込むようにして
いるから、光コネクトを基板内で行うことができると共
に、導波路構造及び受光素子を一連のプロセスで生成す
ることができる。
【図１】本発明による受光モジュールの製造工程を説明
するための部分断面図である。
するための部分断面図である。
【図２】図１の続きである。
【図３】図２の続きである。
１ 第１のシリコン基板 ２ ミラー部 ４ 第２のシリコン基板 ６ 酸化膜 ７ マスク ８ 導波路 １０ 第３のシリコン基板 １２ 酸化膜 １５ 導波路構造部 １８ フォトダイオード部 ２１，２２ 電極 ２３ 絶縁層 ２４ 光吸収層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 昇二郎 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KB08 LA09 MA07 PA01 PA14 PA24 QA02 RA08 TA05 TA31 TA43 TA44 5F049 MA04 MB02 MB08 NA04 NA09 NB01 SE09 SS03 SZ16 TA14 5F088 AA03 AB11 BA16 GA03 JA14
Claims (6)
- 【請求項１】 導波路を介して光信号を受光するように
した受光モジュールであって、 ＳＯＩ構造を備え、 当該ＳＯＩ構造を構成するシリコン層を前記導波路とし
て用い、且つ前記ＳＯＩ構造を構成する絶縁層を前記導
波路のクラッディング層として用いるようにしたことを
特徴とする受光モジュール。 - 【請求項２】 導波路を介して光信号を受光するように
した受光モジュールであって、 前記導波路を構成する第１の半導体層と、 当該第１の半導体層の周囲に配置され前記導波路のクラ
ッディング層を構成する絶縁層と、 前記第１の半導体層に導波される光信号の進路を変更す
る進路変更手段と、 当該進路変更手段で進路変更された光信号を受光する受
光素子と、 前記絶縁層の前記受光素子の受光領域に相当する部分の
表面及び／又は内部に配置された光吸収層と、を備える
ことを特徴とする受光モジュール。 - 【請求項３】 前記受光素子は、ラテラル型のフォトダ
イオードであることを特徴とする請求項２に記載の受光
モジュール。 - 【請求項４】 前記進路変更手段は、波長に応じて選択
的に前記光信号の進路を変更するようになっていること
を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の受光モジュ
ール。 - 【請求項５】 導波路を介して光信号を受光するように
した受光モジュールの製造方法であって、 第１の半導体基板内に当該第１の半導体基板に導波され
る光信号の進路を前記第１の半導体基板の一方の表面方
向に変更する進行方向変更手段を形成し、その後、当該
進行方向変更手段による光信号の進路とは逆の表面を酸
化する工程と、 第２の半導体基板の一方の面を酸化し、前記第１の半導
体基板と前記第２の半導体基板とをこれらに形成された
酸化層どうしが対向するように接合する工程と、 前記第１の半導体基板をエッチングして前記進行方向変
更手段を含んだ前記導波路を形成した後、当該導波路の
表面を覆うように酸化する工程と、 第３の半導体基板を酸化し、当該第３の半導体基板と第
２の半導体基板とをこれらに形成された酸化層どうしが
対向するように接合する工程と、 前記第３の半導体層に受光素子を形成する工程と、 前記第３の半導体層の前記受光素子の受光領域に相当す
る部分の表面及び／又は内部に光吸収層を形成する工程
と、を備えることを特徴とする受光モジュールの製造方
法。 - 【請求項６】 前記受光素子として、ラテラル型のフォ
トダイオードを形成することを特徴とする請求項５記載
の受光モジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001101297A JP2002296434A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 受光モジュール及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001101297A JP2002296434A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 受光モジュール及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002296434A true JP2002296434A (ja) | 2002-10-09 |
Family
ID=18954635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001101297A Withdrawn JP2002296434A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 受光モジュール及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002296434A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006195371A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Sony Corp | 半導体装置、基板製造方法および電子機器 |
| JP2011248361A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | National Central Univ | 光導波路構造を有する信号伝送モジュール |
| JP2011248362A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | National Central Univ | 光学伝送モジュール |
| EP2881773A1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-10 | ams AG | Semiconductor device with integrated mirror and method of producing a semiconductor device with integrated mirror |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001101297A patent/JP2002296434A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006195371A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Sony Corp | 半導体装置、基板製造方法および電子機器 |
| JP4639810B2 (ja) * | 2005-01-17 | 2011-02-23 | ソニー株式会社 | 半導体装置、基板製造方法および電子機器 |
| JP2011248361A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | National Central Univ | 光導波路構造を有する信号伝送モジュール |
| JP2011248362A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | National Central Univ | 光学伝送モジュール |
| US8644654B2 (en) | 2010-05-24 | 2014-02-04 | National Central University | Optical coupler module having optical waveguide structure |
| US8666204B2 (en) | 2010-05-24 | 2014-03-04 | National Central University | Optical transmission module |
| EP2881773A1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-10 | ams AG | Semiconductor device with integrated mirror and method of producing a semiconductor device with integrated mirror |
| WO2015082203A1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | Ams Ag | Semiconductor device with integrated mirror and method of producing a semiconductor device with integrated mirror |
| US9753218B2 (en) | 2013-12-03 | 2017-09-05 | Ams Ag | Semiconductor device with integrated mirror and method of producing a semiconductor device with integrated mirror |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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