JP2003114366A - 光部品実装用基板及びその製造方法並びに光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一のエッチングプロセスでは形成不可能な
複数の異なった深さの溝を有し、且つ各溝の相対位置ず
れが生じない、優れた光部品実装用基板及びその製造方
法並びに光モジュールを提供すること。 【解決手段】 基板２１上に、深さの異なる複数の溝２
５，２８を形成する領域に開口部を有するマスクパター
ン２２を被着形成する工程と、溝２５を形成する領域以
外の溝形成領域に耐エッチング膜２４を形成する工程
と、溝２５を異方性エッチングにより形成する工程とを
順次行った後に、溝２８を形成する領域以外の溝２５に
耐エッチング膜２７を形成する工程、溝２８を異方性エ
ッチングにより形成する工程を順次行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体素子や光
ファイバ，レンズなどの光学素子等の光部品を、基板上
に搭載するための光部品実装用基板、及びその製造方
法、並びに光モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信システムの大容量化及び多
機能化が求められており、それに伴い光送信器や光受信
器などの光デバイスの小型化、高集積化、及び低コスト
化が要望されている。特に、光デバイスの組み立てコス
トを削減する目的で、同一基板上に光半導体素子や光フ
ァイバ、レンズ等の光部品を搭載する技術、いわゆる光
ハイブリッド実装技術やシリコンプラットフォーム等の
技術が注目されている。上記技術によれば、光部品を同
一基板上に形成された溝に実装するだけで無調心にて光
軸調整光学結合が行なえ、組み立てコストを大幅に削減
でき、量産性が大幅に向上できるとされている。

【０００３】基板上に無調心で上記光部品を実装するに
は、基板に形成した搭載用の溝がそれぞれ高精度に形成
され、且つそれぞれにおける両者の位置関係がサブミク
ロンオーダーの精度で形成されていなければならない。

【０００４】図１０に基づき、深さの異なる２つの溝を
形成する場合の方法について説明する。基板として使用
される単結晶シリコンの異方性エッチングでは、プロセ
ス中にパターンのエッジ部にアンダーカットが生じるた
め、深さが異なる複数の溝を同一エッチングプロセスで
形成することは不可能であることを考慮しなければなら
ない。

【０００５】図１０（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ従来の
光部品実装用基板の作製工程を説明する部分断面図であ
る。

【０００６】まず、図１０（ａ）に示すように、単結晶
シリコンから成る基板５１上にシリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜などから成り、エッチング液に対し耐性を有す
るマスク膜５２、及びフォトレジスト５３を基板全面に
被着形成し、第1のエッチングステップで形成する一部
の溝形成用のフォトマスクを用い、フォトリソグラフィ
によりマスク膜５２のパターニングを行なう。

【０００７】次に、図１０（ｂ）に示すように、水酸化
ナトリウム（ＮａＯＨ），水酸化カリウム（ＫＯＨ）、
水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等のエッ
チング液で、基板５１が露出している面をエッチングし
Ｖ溝５４を形成する。

【０００８】次に、図１０（ｃ）に示すように、マスク
膜５２をいったん除去した後に、Ｖ溝５４を含む基板５
１の表面全体に再度シリコン酸化膜やシリコン窒化膜な
どのマスク膜５５、及びフォトレジスト５６を被着形成
し、第２のエッチングステップで形成する残りのＶ溝用
フォトマスクを基板５１上のフォトマスク位置合わせ用
マーカー（不図示）により位置決めし、フォトリソグラ
フィにより上記マスク膜５５のパターニングを行なう。

【０００９】次に、図１０（ｄ）に示すように、Ｖ溝５
４の作製時と同様の手順で台形溝５７を形成し、パター
ニングされたマスク膜５５を全て除去して、図１０
（ｅ）に示すような光部品実装用基板Ｊ１を形成する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記方法では、第１の
ステップで形成したＶ溝５４を有する段差部に、高精度
なパターニングが不可能となる問題がある。そこで、特
開平０３−１３２０３１号公報に記載されているよう
に、基板表面のみでパターニングを行ない、複数の溝を
形成する方法も考えられるが、この場合でも、マスク合
わせの工程が必要であるため、各溝の相対位置精度に限
界がある。

【００１１】また、上記方法では、第１のエッチングス
テップにおけるＶ溝形成時に、基板の端部等に設けられ
た位置合わせマーカーと、第２のエッチングステップの
台形溝形成時に用いるフォトマスク上のマーカーとで位
置合わせを行なう必要がある。

【００１２】しかしながら、これまでコンタクト式等の
露光装置自体が、サブミクロンオーダーの位置合わせが
不可能な場合が多く、たとえそれが可能であったとして
も、溝周辺に形成されたフォトレジストの不均一な膜厚
分布により、基板に形成されたマーカーの判別が困難と
なる場合がある。

【００１３】また、そのような問題をクリアしたとして
も、基板に形成された位置合わせマーカーが種々のプロ
セスを経ているため、基板がこれらの熱履歴により反る
ことがあり、この反りが原因で位置合わせマーカーが位
置ずれを起こすという問題が生じる。

【００１４】したがって、従来では基板の端部等に設け
た位置合わせマーカーと、フォトマスク上のマーカーの
位置合わせは非常に困難であり、光部品を無調心で精度
良く実装することはできなかった。

【００１５】また、異なる深さの底面を有する断面形状
が台形の溝を、同一のエッチングプロセスで一括形成す
ることは不可能であるのはもちろんのこと、異なる幅の
溝についても一括形成が困難な場合があった。

【００１６】さらに、溝を有する基板への均一なレジス
ト塗布は困難なため、後に形成する溝は正確なパターニ
ングができず、マスク合わせによる溝同士の相対位置ず
れだけでなく、溝単体のばらつきも大きくなるという問
題があった。

【００１７】そこで本発明では、このような問題点を考
慮し、同一のエッチングプロセスでは形成不可能な複数
の異なる深さ／幅の台形溝を有し、且つ各台形溝に相対
位置ずれが生じない、優れた光部品実装用基板及びそれ
を用いた光モジュールを提供することを目的とする。な
お、ここでの「位置ずれがない」という意味は、１μｍ
（光モジュールにおける許容限界）以下の位置ずれを示
すものとする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光部品実装用基板は、基板に、光半導体素
子を搭載し、かつ該光半導体素子の光軸に対し直交する
断面が台形状を成す複数の溝を、少なくとも２つの溝が
互いに異なる深さに異方性エッチングで形成して成ると
ともに、少なくとも１つの溝の開口幅Ｃが下記式（１）
を満足することを特徴とする。

【００１９】（２Ｄｓｉｎθ）／Ｒ≧Ｃ （１） （ただし、Ｄ：最も深い溝の深さ、θ：水平面と最も深
い溝の斜面との成す角度（０°＜θ＜９０°、Ｒ＝Ｆ／
Ｅ（Ｅ：最も深い溝の斜面のエッチングレート、Ｆ：最
も深い溝の底面のエッチングレート、Ｃ：溝の開口
幅）） また特に、前記複数の溝のうち互いに隣合う２つの溝が
連通しているとともに、該２つの溝の一方に端面発光素
子を、他方に前記端面発光素子の出射光をモニターする
受光素子を、それぞれ配設するようにしたことを特徴と
する。

【００２０】さらに、本発明の光部品実装用基板の製造
方法は、前記基板上に、深さの異なる複数の溝を形成す
る領域を露出させるマスクパターンを形成する工程と、
任意の１つ以上の溝を形成する領域以外の溝形成領域に
耐エッチング膜を形成する工程と、前記任意の１つ以上
の溝を異方性エッチングにより形成する工程とを順次行
った後に、下記一連の工程（Ａ）〜（Ｂ）を１回以上行
うことを特徴とする。

【００２１】（Ａ）残りの１つ以上の溝を形成する領域
以外の溝形成領域、及び／又は、前工程で形成した溝
に、耐エッチング膜を形成する工程、（Ｂ）前記残りの
１つ以上の溝を異方性エッチングにより形成する工程。

【００２２】また特に、前記複数の溝は、全ての溝に対
し最も浅い溝の深さまで異方性エッチングを行った後
に、所定の深さに到達した溝を除く全ての溝に対し異方
性エッチングを１工程以上繰り返し行うことにより形成
したことを特徴とする。

【００２３】また本発明の光モジュールは、光部品実装
用基板に形成した複数の溝のそれぞれに光部品を配設
し、これら光部品どうしを光接続させるように成したも
のとしている。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。

【００２５】ミラー指数による表記で（１００）面また
はこの面に等価な面を主面とする単結晶シリコンから成
る基板を、アルカリ水溶液による異方性エッチングで溝
（光軸に対し直交する断面においてＶ字形状や台形状を
なす溝）を形成するとき、例えば、エッチング液として
ＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液（ＫＯＨが４３重量％
含有）、液温６０℃を用いて異方性エッチングを行なっ
た場合、エッチング深さとアンダーカット量との関係
は、図１に示すグラフとなる。

【００２６】このグラフからわかるように、エッチング
深さとアンダーカット量とは比例関係にある。なお、上
記の条件下においては、エッチング深さをＸとし、アン
ダーカット量をＹとすると、Ｙ＝０．０３７５Ｘなる関
係となった。

【００２７】ここで、アンダーカット量とは、基板上に
被着形成した膜をフォトリソグラフィーでパターニング
形成したマスクのパターン幅と、エッチング処理後の実
際の台形溝開口幅（台形溝幅）との差を指している。す
なわち、図２に示すように、台形溝に搭載する光部品の
光軸に対し直交する切断面において、アンダーカット量
（２Ｌ）、台形溝幅ＡＷ、及びフォトリソグラフィーで
形成したマスク膜Ｐのパターン幅ＤＷの関係を示すよう
に、アンダーカット量（２Ｌ）＝台形溝幅ＡＷ−マスク
パターン幅ＤＷとなる。なお、（１１１）面とそれに等
価な面でのエッチングレイトは小さいため、この面と基
板の主面とのなす角度θは約５４．７°となる。

【００２８】例えば、深さ８００μｍの台形溝を形成す
るためには、およそ５０時間のエッチング時間が必要で
あり、その際に、図１より約３０μｍのアンダーカット
量が発生することがわかる。このことは、完成時に３０
μｍ幅の台形溝を形成するためには、０μｍのマスクパ
ターンを形成することになり、事実上３０μｍ以下の幅
の台形溝は、８００μｍ以上の深さの台形溝との同時形
成が不可能であることを示す。

【００２９】そこで本発明では、同一エッチングプロセ
スでは一括形成が不可能な複数の異なる幅／深さの台形
溝を同一基板上に形成する場合において、最も深い台形
溝におけるアンダーカット量≧他のいずれか1つの台形
溝の開口幅であるとし、各台形溝が高精度に且つ各台形
溝の相対位置ずれがないように、少なくとも１つの台形
溝が、（２Ｄｓｉｎθ）／Ｒ≧Ｃ（ただし、Ｄ：最も深
い台形溝の深さ、θ：水平面と最も深い台形溝の斜面と
のなす角度（０°＜θ＜９０°）、Ｒ＝Ｆ／Ｅ（Ｅ：最
も深い台形溝の斜面のエッチングレート(例えば、（１
００）面を主面とする単結晶シリコンでは｛１１１｝面
のエッチングレート)、Ｆ：最も深い台形溝の底面のエ
ッチングレート(前記単結晶シリコンでは（１００）面
のエッチングレート)）、Ｃ：任意の台形溝の開口幅）
を満足するようにし、後記する製造工程により各台形溝
の相対位置ずれを１μｍ以下としている。

【００３０】また、複数の台形溝の開口幅が同じであっ
ても、異なる深さの台形溝を形成する場合においても、
後記する製造工程により、各台形溝を高精度に且つ各台
形溝の相対位置ずれを１μｍ以下にできる。製造方法（１） すなわち、基板上に、深さの異なる複数の台形溝を形成
する領域を露出させるマスクパターンを形成する工程
と、任意の１つ以上の台形溝を形成する領域以外の台形
溝形成領域に耐エッチング膜を形成する工程と、任意の
１つ以上の台形溝を異方性エッチングにより形成する工
程とを順次行った後に、次の一連の工程（Ａ）〜（Ｂ）
を１回以上行うようにした。

【００３１】（Ａ）残りの１つ以上の台形溝を形成する
領域以外の台形溝形成領域、及び／又は、前工程で形成
した台形溝に、耐エッチング膜を形成する工程、（Ｂ）
前記残りの１つ以上の台形溝を異方性エッチングにより
形成する工程。 製造方法（２） また、複数の溝は、全ての溝に対し最も浅い溝の深さま
で異方性エッチングを行った後に、所定の深さに到達し
た溝を除く全ての溝に対し異方性エッチングを１工程以
上繰り返し行うことにより形成するようにする。

【００３２】図３に示すように、光部品実装用基板Ｓ１
は、異方性エッチングが可能な例えば単結晶シリコン等
から成る基板１上に、発光素子や受光素子等の光半導体
素子（不図示）を実装する際の搭載用、及びまたは位置
合わせマーカーに使用する溝（深いＶ溝２（例えば、深
さ１００μｍ，幅１４０μｍ）、深い台形溝４（例え
ば、深さ１２０μｍ幅，５５０μｍ）、浅い台形溝３
（例えば、深さ２０μｍ幅，２３０μｍ））が形成さ
れ、さらに、光半導体素子と外部回路を電気的に接続す
るため電極パターン５，６がそれぞれ形成されて成る。
そして、これら電極パターン５，６の上にハンダパター
ン９，１０が形成される。

【００３３】ここで、Ｖ溝２、台形溝４の形成には、約
７時間半のエッチング処理を行い、その際のアンダーカ
ット量は約４．５μｍとなり、また、深さ２０μｍの台
形溝３の形成には、約１時間２０分のエッチング処理を
行い、その際のアンダーカット量は約０．８μｍとな
り、相対位置ずれ（Ｖ溝２の中心線ＣＬ２、台形溝３の
中心線ＣＬ３、台形溝４の中心線ＣＬ４の最大ずれは実
測値で０．６μｍとなった。

【００３４】このようにして、従来では配線に使用する
電極パターンと同時に形成された電極マーカーでは、マ
ーカーエッジ部での揺らぎが大きく、高精度にエッジ部
の検出ができなかったが、本発明によれば、シリコン単
結晶の異方性エッチングによる浅い溝マーカー（台形溝
３）を使用するので、エッジ部の直線性が良好でありこ
れを高精度に検出できる（溝マーカーは他の溝と同時に
つくることも可能であるが、この場合は浅い溝のエッジ
をマーカーとしている。このように、浅い溝のエッジを
マーカーとして使った方が効果的である）。

【００３５】次に、製造方法（１）を使用した工程例を
説明する。なお、簡単のため、上記（Ａ）〜（Ｂ）の一
連の工程を１回だけ行う例について説明する。

【００３６】まず、図４（ａ−１），（ａ−２）に示す
ように、単結晶シリコンから成る基板上に、シリコン酸
化膜やシリコン窒化膜等から成り基準マスクパターンと
なる保護膜とフォトレジスト膜を順次被着形成し、第１
エッチングステップで形成する台形溝形成領域（開口
部）及び第２エッチングステップで形成する台形溝形成
領域（開口部）の両者が形成されたフォトマスクを用
い、フォトリソグラフィにより上記フォトレジスト膜及
び保護膜のパターニングを行い、保護膜７を形成する。

【００３７】次に、図４（ｂ−１），（ｂ−２）に示す
ように、上記マスクパターンを含む基板１の表面にシリ
コン酸化膜やシリコン窒化膜等の耐エッチング膜１２
Ａ，１２Ｂを形成し、第２エッチングステップで形成す
るＶ溝及び深い台形溝の形成領域のみを保護する。な
お、図中７ａ，７ｂ，７ｃはそれぞれ保護膜の開口部で
ある。また、１ａはＶ溝形成領域、１ｂは浅い台形溝形
成領域、１ｃは深い台形溝形成領域である。

【００３８】次に、図４（ｃ−１），（ｃ−２）に示す
ように、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶
液等のエッチング液で基板１の表面が露出している面に
対し異方性エッチングを施し台形溝を形成する（第１エ
ッチングステップ）。

【００３９】次に、図４（ｄ−１），（ｄ−２）に示す
ように、保護膜１２Ａ，１２Ｂを除去した後に、シリコ
ン酸化膜やシリコン窒化膜等の保護膜８を基板１の表面
に形成し、第１エッチングステップで形成した浅い台形
溝３のみを保護するように保護膜のパターニングを行
い、上記と同様の手順でＶ溝２，深い台形溝４を形成す
る(第２エッチングステップ)。

【００４０】そして図４（ｅ−１），（ｅ−２）に示す
ように、保護膜８を除去することにより、所望の台形溝
形状を有する基板１が完成する。

【００４１】ここで、先に浅い台形溝３を形成し、次に
より深い台形溝４の形成を行うようにすれば、台形溝形
成用のマスクパターンを精度良く形成することができ、
台形溝を高精度に作製することが可能となる。

【００４２】次に、製造方法（２）による工程例につい
て説明する。まず、シリコン単結晶等の異方性エッチン
グが可能な基板１上に、マスク膜７となるＳｉＯ２膜，
ＳｉＮｘ膜またはそれらの積層膜を成膜する。

【００４３】次に、図５（ａ−１），（ａ−２）に示す
ように、Ｖ溝形成領域１ａ，第1台形溝形成領域１ｂ，
第２台形溝形成領域１ｃの全ての溝パターンを有する前
記した基準マスク１１を用いてフォトリソグラフィーを
行ない、基準パターン１１をマスク膜７に転写し、マス
ク膜７のエッチングを行なって開口部７ａ，７ｂ，７ｃ
を形成する。

【００４４】次に、図５（ｂ−１），（ｂ−２）に示す
ように、ＫＯＨ水溶液などのアルカリ水溶液を用いて、
最も浅い溝である第1台形溝３の深さまで基板１のエッ
チングを行なう。

【００４５】次に、図５（ｃ−１），（ｃ−２）に示す
ように、最も浅い第１台形溝３の部分をＳｉＮｘ単層ま
たはＳｉＯ２／ＳｉＮｘ積層膜から成る保護膜８でカバ
ーし、残りの溝２’、４’を露出させ、引き続きＫＯＨ
水溶液等のアルカリ水溶液でのエッチングを行なう。そ
の際、溝２’は断面Ｖ字形状のため、溝４’が所定深さ
になるまでエッチングを行なう。

【００４６】次に、図５（ｄ−１），（ｄ−２）に示す
ように、保護膜８およびマスク膜７を除去する。

【００４７】最後に熱酸化を行い、基板１全体にシリコ
ン酸化膜や窒化膜等の絶縁膜を形成し、その上に図３
（ａ）に示すように、素子搭載用の電極パターン５，６
を形成し、さらにその上に半田パターン９，１０を形成
した後、基板１の１ａ部分をダイシングにより除去し、
さらに１ｂ部分においてファイバストッパー用溝を入
れ、個々のチップに切り分けて完成する。

【００４８】本発明の利点は、通常の溝単体での形成と
比較し、各々の溝の位置は基準パターンで決定されるた
め、非常に高精度に位置決めできることである。また、
保護膜形成工程を省略できる上（製造方法（２）では第
１の保護膜形成工程を省けるが、製造方法(1)では省略
できない）、溝形成のためのエッチング時間も非常に短
縮できる。また、溝接続部を形成するため、溝の壁面に
より光がはねられることを防ぐためのダイシングによる
溝入れ工程も省くことができるため、作製プロセスを簡
略化できる。

【００４９】かくして、図３（ａ）に示す光部品実装基
板Ｓ１は、図６に示すように、光ファイバ１３をＶ溝２
に配設し、半導体レーザ１４，モニター用フォトダイオ
ード１５を、深さ及び幅の異なる第１台形溝３，第２台
形溝４のそれぞれに搭載するだけで、アクティブな光軸
調整が不要な光結合系を備えた光モジュールＭ１が実現
される。

【００５０】ここで、図３（ａ）に示すように、Ｖ溝
２、第１台形溝３、第２台形溝４の溝深さ、及び、各溝
の相対位置精度は、光結合系の高さ方向及び水平方向の
位置決めに用いるため、それぞれサブミクロンでなけれ
ばならない。

【００５１】この実施形態では、例えば、第1エッチン
グステップでＬＤ搭載用の第1台形溝３、第２エッチン
グステップでモニター用フォトダイオード搭載用の第２
台形溝４、第３エッチングステップで光ファイバ搭載用
Ｖ溝２を形成することで、所望の溝幅、溝深さを実現で
き、なおかつこれら溝の相対位置精度（Ｖ溝２の中心線
ＣＬ２、第１台形溝３の中心線ＣＬ３、及び第２台形溝
４の中心線ＣＬ４の位置関係）を高精度に形成すること
ができる。

【００５２】最後に、本発明の光モジュールの実施形態
について、図６を用いて説明する。図６に示す光モジュ
ールＭ１は、図３で説明した基板Ｓ１を用いて、位置決
め用マーカー（台形溝３）を観察しながら、半導体レー
ザ１４及び、モニター用フォトダイオード１５を、フリ
ップチップボンダ等の実装置を用いてはんだ固定する。
この際、固定するはんだは、電極パターン５，６上に形
成されたＡｕ／Ｓｎ合金はんだ等を用いる。さらに、Ｖ
溝２に光伝送体である光ファイバ１３を、浅い台形溝３
に発光素子である半導体レーザ１４を、深い台形溝４に
受光素子であるモニター用フォトダイオード１５を実装
する。前述したように、各溝の相対位置精度が非常に高
精度に作製されているため、所望の設計基板を用い実装
するだけで、全ての光部品の光学軸を一致させることが
でき、高効率の光結合系を構成することが可能となる。

【００５３】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。図７に示すように、光部品実装用基板Ｓ２は、上
記と同様な材質の基板３１上に、光半導体素子を搭載し
たキャリアを配設するための溝３２と光導波体であるボ
ールレンズを実装するための溝３３及び光半導体素子を
実装するための電極パターン３４がそれぞれ形成されて
なるものとする。

【００５４】ここで、キャリア用溝３２は幅１６５０μ
ｍ、深さ４００μｍであり、このエッチングには２６時
間を要する。また、ボールレンズ用溝３３は幅８００μ
ｍ、深さ６００μｍであり、このエッチングには３９時
間を要する。

【００５５】本発明の光部品実装用基板の作製方法によ
れば、まず、図８（ａ）に示すように、基板３１上にキ
ャリア用溝３２及びボールレンズ用溝３３のマスクパタ
ーン３２ａ、３３ａを一括で形成する。

【００５６】次に、図８（ｂ）に示すように、水酸化カ
リウム水溶液（ＫＯＨ４３重量％、液温６０℃）を用い
て２６時間の異方性エッチングを行ない、キャリア用溝
３２を形成する（第１エッチングステップ）。

【００５７】次に、図８（ｃ）に示すように、キャリア
用溝３２を耐エッチング膜（保護膜）４４で覆い、途中
までエッチングされているボールレンズ用溝３３ｂを開
口させる。

【００５８】さらに、図８（ｄ）に示すように、水酸化
カリウム水溶液（４３ｗｔ％、６０℃）で１３時間の追
加エッチングを行ない、ボールレンズ用溝３３を形成す
る（第２エッチングステップ）。

【００５９】最後に、図８（ｅ）に示すように、耐エッ
チング膜（保護膜）４４及びマスク膜４２を剥離し、電
極パターン３４を形成して光部品実装用基板Ｓ２が完成
する。

【００６０】上述したように、個別に作製した場合、そ
れぞれの溝について耐エッチング膜形成工程が必要な
上、溝作製のためのエッチング時間だけで２６時間＋３
９時間＝６５時間が必要となるが、本発明の作製方法に
よれば、第１のエッチングステップでは全ての溝をエッ
チングするため、耐エッチング膜作製工程を１回削減で
き、溝作製のためのエッチング時間も２６時間＋１３時
間＝３９時間と大幅に短縮できる。

【００６１】次に、この光部品実装用基板Ｓ２に光部品
を搭載した、本発明の光モジュールの実施形態について
説明する。

【００６２】図８に示すように、光モジュールＭ１は、
図６で説明した基板Ｓ２を用いて、不図示の位置決め用
マーカーを観察しながら、光半導体素子である半導体レ
ーザ（発光素子）３５及び、キャリア３６に配設された
モニター用ＰＤ（フォトダイオード（受光素子））３７
を、それぞれフリップチップボンダ等の実装置を用いて
はんだ固定する。この際、固定するはんだは、電極パタ
ーン３４上に形成されたＡｕ／Ｓｎ合金はんだ等を用い
る。さらに、深いボールレンズ用溝３３にボールレンズ
（コリメートレンズ）３８等を実装する。前述したよう
に、これら２つの溝の相対位置精度が非常に高精度に作
製されているため、所望の設計基板を用いて、実装する
だけで、光部品の全ての光学軸をＣＬ線に一致させるこ
とができ、高効率の光結合系を構成することが可能とな
る。

【００６３】

【発明の効果】以上、詳述したように、請求項１に記載
の光部品実装用基板及び請求項３，４に記載の製造方法
によれば、同一のエッチングプロセスでは形成不可能な
複数の異なる深さ及びまたは幅のＶ溝を有していても、
複数の異なる幅の台形溝、または複数の異なる深さの台
形溝を、相対位置ずれを発生させることなく形成でき
る。

【００６４】また、請求項２に記載の光部品実装用基板
によれば、各台形溝は、台形溝形成前において全ての台
形溝に対するパターニングで形状が正確に決定され、パ
ターンが揺らいでしまう段差を有する基板上へのパター
ニングは、完成した台形溝を覆う耐エッチング膜形成時
のみに限られるため、従来のような複雑なマスク合わせ
の工程等の煩雑な工程を不要にできると同時に、各々の
台形溝を高精度な幅で形成でき、また台形溝の深さも各
々合わせこむことができるため高精度な形成が可能であ
る。

【００６５】さらに、請求項４に記載の製造方法によれ
ば、第１のエッチングステップで全ての台形溝をエッチ
ングすることにより、耐エッチング膜作製工程を削減す
ることができる上、各々の台形溝を作製するためのエッ
チング時間も大幅に短縮できるので、工程の簡略・短縮
も可能となる。

【００６６】そして、請求項５に記載の光モジュールに
よれば、台形溝に搭載した光部品の全ての光学軸を一致
させることができ、高効率の光結合系を有した優れた光
モジュールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】単結晶シリコン基板の異方性エッチングにおけ
るエッチング深さとアンダーカット量の関係を示すグラ
フである。

【図２】アンダーカット量と台形溝との関係を示す断面
模式図である。（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明に係
わる光部品実装用基板の作製工程を模式的に説明する断
面図である。

【図３】（ａ）は本発明の光部品実装用基板の他の実施
形態を説明するための平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ’線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図、
（ｄ）は、この基板を作製するための基準マスクの平面
図である。本発明に係る他の光部品実装用基板の実施形
態を模式的に説明する一部省略平面図である。

【図４】（ａ−１）〜（ｅ−１）は、それぞれ本発明に
係る光部品実装用基板の作製工程を模式的に説明する平
面図であり、（ａ−２）〜（ｅ−２）は、（ａ−１）〜
（ｅ−１）におけるＡ−Ａ’線断面図である

【図５】（ａ−１）〜（ｄ−１）は、それぞれ本発明に
係る光部品実装用基板の作製工程を模式的に説明する平
面図であり、（ａ−２）〜（ｄ−２）は、（ａ−１）〜
（ｄ−１）におけるＡ−Ａ’線断面図である

【図６】本発明に係る光モジュールの実施形態を説明す
るための平面図である。

【図７】本発明に係る光部品実装用基板の他の実施形態
を模式的に説明する平面図である。

【図８】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明に係る光部
品実装用基板の作製工程を模式的に説明する断面図であ
る。

【図９】本発明に係る光モジュールの他の実施形態を説
明するための平面図である。

【図１０】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ従来に係る光部
品実装用基板の作製工程の一例を模式的に説明する断面
図である。

【符号の説明】

１，３１：基板 ２：Ｖ溝 ３，３２：浅い台形溝 ４，３３：深い台形溝 １３：光伝送体 １４，３５：発光素子 １５，３７：受光素子 ３８：ボールレンズ Ｓ１，Ｓ２：光部品実装用基板 Ｍ１，Ｍ２：光モジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 BA11 CA14 DA03 DA04 DA05 DA06 DA12 5F073 AB27 AB28 BA01 FA02 FA13 FA23 FA30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に、光半導体素子を搭載し、かつ該
   光半導体素子の光軸に対し直交する断面が台形状を成す
   複数の溝を、少なくとも２つの溝が互いに異なる深さに
   異方性エッチングで形成して成るとともに、少なくとも
   １つの溝の開口幅Ｃが下記式（１）を満足することを特
   徴とする光部品実装用基板。 （２Ｄｓｉｎθ）／Ｒ≧Ｃ （１） （ただし、Ｄ：最も深い溝の深さ、θ：水平面と最も深
   い溝の斜面との成す角度（０°＜θ＜９０°、Ｒ＝Ｆ／
   Ｅ（Ｅ：最も深い溝の斜面のエッチングレート、Ｆ：最
   も深い溝の底面のエッチングレート、Ｃ：任意の溝の開
   口幅））
2. 【請求項２】 前記複数の溝のうち互いに隣合う２つの
   溝が連通しているとともに、該２つの溝の一方に端面発
   光素子を、他方に前記端面発光素子の出射光をモニター
   する受光素子を、それぞれ配設するようにしたことを特
   徴とする請求項１に記載の光部品実装用基板。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の光部品実装用基板の製
   造方法であって、前記基板上に、深さの異なる複数の溝
   を形成する領域を露出させるマスクパターンを形成する
   工程と、任意の１つ以上の溝を形成する領域以外の溝形
   成領域に耐エッチング膜を形成する工程と、前記任意の
   １つ以上の溝を異方性エッチングにより形成する工程と
   を順次行った後に、下記一連の工程（Ａ）〜（Ｂ）を１
   回以上行うことを特徴とする光部品実装用基板の製造方
   法。 （Ａ）残りの１つ以上の溝を形成する領域以外の溝形成
   領域、及び／又は、前工程で形成した溝に、耐エッチン
   グ膜を形成する工程、 （Ｂ）前記残りの１つ以上の溝を異方性エッチングによ
   り形成する工程。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の光部品実装用基板の製
   造方法であって、前記複数の溝は、全ての溝に対し最も
   浅い溝の深さまで異方性エッチングを行った後に、所定
   の深さに到達した溝を除く全ての溝に対し異方性エッチ
   ングを１工程以上繰り返し行うことにより形成したこと
   を特徴とする光部品実装用基板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の光部品実装用基板に形
   成した複数の溝のそれぞれに光部品を配設し、これら光
   部品どうしを光接続させるように成した光モジュール。