JP2003142699A - サブマウント及びこれを用いた光受信器 - Google Patents
サブマウント及びこれを用いた光受信器Info
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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
- G02B6/4204—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
-
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長選択性の優れた、小型、低コストの光受
信器を提供すること。 【解決手段】 受光部６の下方から光入射するフォトダ
イオード５を固定するために用いるサブマウント８に入
射光を透過するための開口部９を設け、この開口部に誘
電体多層膜による波長選択機能を付加した波長選択フィ
ルタ１０を前もって固定しておくこと、さらに、フォト
ダイオードの側面から入射する散乱光を遮蔽する光遮蔽
構造８−１を設けること、フォトダイオード５の受光部
側上表面から入射する散乱光を吸収する不透明樹脂１３
を受光部側表面全面にポッティングすることにより、波
長選択性の優れた光受信器を構成する。
信器を提供すること。 【解決手段】 受光部６の下方から光入射するフォトダ
イオード５を固定するために用いるサブマウント８に入
射光を透過するための開口部９を設け、この開口部に誘
電体多層膜による波長選択機能を付加した波長選択フィ
ルタ１０を前もって固定しておくこと、さらに、フォト
ダイオードの側面から入射する散乱光を遮蔽する光遮蔽
構造８−１を設けること、フォトダイオード５の受光部
側上表面から入射する散乱光を吸収する不透明樹脂１３
を受光部側表面全面にポッティングすることにより、波
長選択性の優れた光受信器を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信に用いる光受
信器用サブマウント、及びこれを用いた光受信器に関す
るものであり、特に波長選択性の優れた光受信器を提供
するものである。
信器用サブマウント、及びこれを用いた光受信器に関す
るものであり、特に波長選択性の優れた光受信器を提供
するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを用いた通信技術が発展し、
幹線系はもちろん、最近では加入者系まで光通信化が進
められている。このような光通信システムが更に発展す
るためには、光送信器や光受信器が、小型化かつ低コス
ト化される必要がある。このために、光受信器に関して
は、図４に示す表面実装型の光受信器が検討されてい
る。図４は光軸に沿った断面図で、例えば、ドイツ特許
ＤＥ３５４３５５８Ｃ２においては、Ｓｉ基板１に化学
エッチングによりファイバを固定するためのＶ溝２を形
成しここに光ファイバ３を固定する。受信光７は、光フ
ァイバを導波して行き、その端面から空間に放射され
る。その後、V溝形成時に同時に形成される光反射面４
により斜め上方に反射されて、受光素子５の受光部６
（ｐ−ｎ接合よりなる）によって吸収されて、電気信号
に変換される。この電気信号は、図示していないが、半
導体受光素子の裏面と受光部の表面に設けられた電極か
らＡｕ線を通じて、外部に取り出される。
幹線系はもちろん、最近では加入者系まで光通信化が進
められている。このような光通信システムが更に発展す
るためには、光送信器や光受信器が、小型化かつ低コス
ト化される必要がある。このために、光受信器に関して
は、図４に示す表面実装型の光受信器が検討されてい
る。図４は光軸に沿った断面図で、例えば、ドイツ特許
ＤＥ３５４３５５８Ｃ２においては、Ｓｉ基板１に化学
エッチングによりファイバを固定するためのＶ溝２を形
成しここに光ファイバ３を固定する。受信光７は、光フ
ァイバを導波して行き、その端面から空間に放射され
る。その後、V溝形成時に同時に形成される光反射面４
により斜め上方に反射されて、受光素子５の受光部６
（ｐ−ｎ接合よりなる）によって吸収されて、電気信号
に変換される。この電気信号は、図示していないが、半
導体受光素子の裏面と受光部の表面に設けられた電極か
らＡｕ線を通じて、外部に取り出される。
【０００３】このような構造は、大型のＳｉウエハか
ら、フォトリソグラフィー技術によって、多数のＳｉベ
ンチを安価に作成できること、また、Ｖ溝と同時に半導
体受光素子の実装位置マークをＳｉベンチに形成するこ
とにより、光ファイバと受光素子との位置合わせが正確
に出来、高い感度を安定して得られるという特徴も有す
る、優れた技術である。
ら、フォトリソグラフィー技術によって、多数のＳｉベ
ンチを安価に作成できること、また、Ｖ溝と同時に半導
体受光素子の実装位置マークをＳｉベンチに形成するこ
とにより、光ファイバと受光素子との位置合わせが正確
に出来、高い感度を安定して得られるという特徴も有す
る、優れた技術である。
【０００４】このような光送信器や光受信器の用途とし
ては、波長１０００ｎｍから１７００ｎｍでの光通信シ
ステムがある。例えば、送信器側にはＩｎＰやＩｎＧａ
ＡｓＰ系の材料を用いた半導体レーザが用いられる。こ
れに対応して、受信器側には、主としてＧｅやＩｎＧａ
Ａｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等を受光層とする半導体受光素子
（ここでは、以下フォトダイオードという）が最も良く
用いられる。
ては、波長１０００ｎｍから１７００ｎｍでの光通信シ
ステムがある。例えば、送信器側にはＩｎＰやＩｎＧａ
ＡｓＰ系の材料を用いた半導体レーザが用いられる。こ
れに対応して、受信器側には、主としてＧｅやＩｎＧａ
Ａｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等を受光層とする半導体受光素子
（ここでは、以下フォトダイオードという）が最も良く
用いられる。
【０００５】また、光送受信には、光ファイバを送信と
受信に分けて２本用いる方式と、送信と受信で波長を分
けて、一本の光ファイバで行う方式もある。図５は後者
の例であり、波長分波器１０３と１０５を用いて送信光
と受信光を分離している。例えば、１３００ｎｍ光送信
器１０１の送信信号は、波長分波器１０３を透過して、
光ファイバ１０４を進行方向１０８の方向に伝播し、波
長特性が逆になっている波長分波器１０５で反射され
て、１３００ｎｍ受信器１０７で受信される。一方、１
５００ｎｍ光送信器１０６の送信信号は、波長分波器１
０５を透過して、光ファイバ１０４を進行方向１０９の
方向に伝播し、波長分波器１０３で反射されて、１５０
０ｎｍ受信器１０２で受信される。この場合、受信器部
分に自分の光源の光が散乱や反射によって混入すると、
光クロストークとなり、受信感度を著しく損なう。従っ
て、例えば、１３００ｎｍ送信、１５００ｎｍ受信の送
受信器では、受光部は極力１３００ｎｍ光に感度を示さ
ないようにすることが必要となる。
受信に分けて２本用いる方式と、送信と受信で波長を分
けて、一本の光ファイバで行う方式もある。図５は後者
の例であり、波長分波器１０３と１０５を用いて送信光
と受信光を分離している。例えば、１３００ｎｍ光送信
器１０１の送信信号は、波長分波器１０３を透過して、
光ファイバ１０４を進行方向１０８の方向に伝播し、波
長特性が逆になっている波長分波器１０５で反射され
て、１３００ｎｍ受信器１０７で受信される。一方、１
５００ｎｍ光送信器１０６の送信信号は、波長分波器１
０５を透過して、光ファイバ１０４を進行方向１０９の
方向に伝播し、波長分波器１０３で反射されて、１５０
０ｎｍ受信器１０２で受信される。この場合、受信器部
分に自分の光源の光が散乱や反射によって混入すると、
光クロストークとなり、受信感度を著しく損なう。従っ
て、例えば、１３００ｎｍ送信、１５００ｎｍ受信の送
受信器では、受光部は極力１３００ｎｍ光に感度を示さ
ないようにすることが必要となる。
【０００６】また、最近では、波長の接近した多数の光
信号を、一本の光ファイバで同時に送る、いわゆる波長
多重通信も盛んに行われている。図６はこの例であり、
複数の波長λ１からλｎまでの信号を一本の光ファイバ
１０４で長区間伝送することが出来る。受信側では、ｎ
個の波長を多波長分波器１１１で選択して、複数の光受
信器１１０で受信する。例えば、１個の波長λｘを、図
中上からｘ番目の光受信器で受信する。この場合も、受
信したい波長λｘに対して高感度すなわち、非常に微弱
な受信光にたいしても充分な感度を有するためには、波
長分波器で完全には除ききれなかった波長λｘ以外の光
に対して極力感度が低くなるようにすることが必要であ
る。
信号を、一本の光ファイバで同時に送る、いわゆる波長
多重通信も盛んに行われている。図６はこの例であり、
複数の波長λ１からλｎまでの信号を一本の光ファイバ
１０４で長区間伝送することが出来る。受信側では、ｎ
個の波長を多波長分波器１１１で選択して、複数の光受
信器１１０で受信する。例えば、１個の波長λｘを、図
中上からｘ番目の光受信器で受信する。この場合も、受
信したい波長λｘに対して高感度すなわち、非常に微弱
な受信光にたいしても充分な感度を有するためには、波
長分波器で完全には除ききれなかった波長λｘ以外の光
に対して極力感度が低くなるようにすることが必要であ
る。
【０００７】図７は、図６と良く似ているが、多波長分
波器の代わりに、波長選択機能はないが、全ての波長の
光を１／ｎに分割する光分岐器１１２を使用する。この
とき、複数の波長λ１からλｎまでの信号から、所望の
波長のみを選択できる波長選択性のフィルタ付コネクタ
を介して、図中上からｘ番目の光受信器に、波長λｘの
光だけが入射するようにする。このようにして、多くの
波長から一つの波長λｘのみを選択する機能を受信器に
与える必要がある。
波器の代わりに、波長選択機能はないが、全ての波長の
光を１／ｎに分割する光分岐器１１２を使用する。この
とき、複数の波長λ１からλｎまでの信号から、所望の
波長のみを選択できる波長選択性のフィルタ付コネクタ
を介して、図中上からｘ番目の光受信器に、波長λｘの
光だけが入射するようにする。このようにして、多くの
波長から一つの波長λｘのみを選択する機能を受信器に
与える必要がある。
【０００８】以上のように、いずれの場合にせよ、複数
の波長を用いて光通信を実現するためには、一つの波長
のみに高い感度を有し、他の波長には極力感度の低い受
信器が必要とされる。
の波長を用いて光通信を実現するためには、一つの波長
のみに高い感度を有し、他の波長には極力感度の低い受
信器が必要とされる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、一般にフォ
トダイオードは、その材料固有のバンドギャップエネル
ギーＥｇに対応する波長λｇより長波長の光に幅広く感
度を有する。例えば、ＩｎＧａＡｓの場合はλｇ＝１６
７０ｎｍであるので、波長１０００ｎｍから１６５０ｎ
ｍまで高い感度を有する。従って、例えば、波長１３０
０ｎｍの光を送信し、波長１５５０ｎｍ光を受信する場
合、本来受信すべき１５５０ｎｍ光のほかに、自分自身
の送信光である波長１３００ｎｍの光が波長分波器や途
中の光コネクタなどで散乱されたり反射されたりして戻
ってくると、この光にも感度を有するために、クロスト
ークを生じ正確に信号が再現されない。また、多波長、
例えば１４８０ｎｍ，１５００ｎｍ，１５２０ｎｍ，１
５４０ｎｍといった４波長多重で信号を送信するときに
は、図６においては、波長分波器で生じる散乱光などに
よる所望波長以外の波長に感じないことが必要である
が、ＩｎＧａＡｓでは、これら全ての波長に感度を有す
る。同様に、図７の構成においては、もともと光分岐器
では波長は選択されないので、充分な波長選択機能が要
求されるにもかかわらず、全ての波長に感度を示してし
まう。Ｇｅや、ＩｎＧａＡｓＰなど、他の受光素子で
も、使用波長域が幾分異なるだけで、特別な波長選択機
能を必要とすることは、同じである。
トダイオードは、その材料固有のバンドギャップエネル
ギーＥｇに対応する波長λｇより長波長の光に幅広く感
度を有する。例えば、ＩｎＧａＡｓの場合はλｇ＝１６
７０ｎｍであるので、波長１０００ｎｍから１６５０ｎ
ｍまで高い感度を有する。従って、例えば、波長１３０
０ｎｍの光を送信し、波長１５５０ｎｍ光を受信する場
合、本来受信すべき１５５０ｎｍ光のほかに、自分自身
の送信光である波長１３００ｎｍの光が波長分波器や途
中の光コネクタなどで散乱されたり反射されたりして戻
ってくると、この光にも感度を有するために、クロスト
ークを生じ正確に信号が再現されない。また、多波長、
例えば１４８０ｎｍ，１５００ｎｍ，１５２０ｎｍ，１
５４０ｎｍといった４波長多重で信号を送信するときに
は、図６においては、波長分波器で生じる散乱光などに
よる所望波長以外の波長に感じないことが必要である
が、ＩｎＧａＡｓでは、これら全ての波長に感度を有す
る。同様に、図７の構成においては、もともと光分岐器
では波長は選択されないので、充分な波長選択機能が要
求されるにもかかわらず、全ての波長に感度を示してし
まう。Ｇｅや、ＩｎＧａＡｓＰなど、他の受光素子で
も、使用波長域が幾分異なるだけで、特別な波長選択機
能を必要とすることは、同じである。
【００１０】本発明は、このような波長多重通信に必須
の波長選択機能を有するためのサブマウント及びこれを
用いた光受信器を、高性能で再現性よく、かつ小型化、
低コスト化することを目的とする。
の波長選択機能を有するためのサブマウント及びこれを
用いた光受信器を、高性能で再現性よく、かつ小型化、
低コスト化することを目的とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】従来、光受信器に波長選択性を持
たせるためには、光ファイバコネクタ中に多層膜フィル
ターを挿入して、これを通常の光受信器に結合すること
が常套手段とされていた。図7はその構成を示してい
る。しかし、これでは、高価になるし、全長も長くな
る。本願発明者らは、全く新しく、このフィルタ機能を
光受信器のフォトダイオードと一体化することを考え
た。
たせるためには、光ファイバコネクタ中に多層膜フィル
ターを挿入して、これを通常の光受信器に結合すること
が常套手段とされていた。図7はその構成を示してい
る。しかし、これでは、高価になるし、全長も長くな
る。本願発明者らは、全く新しく、このフィルタ機能を
光受信器のフォトダイオードと一体化することを考え
た。
【００１２】以下、図面を参照して本発明の実施形態
（実施例）を詳細に説明する。
（実施例）を詳細に説明する。
【００１３】図１に第１の実施形態を示す。図１（ａ）
は平面図、図１（ｂ）は切断Ａ−Ｂでの断面図である。
１はＳｉ，ベンチであり、幅３ｍｍ、長さ５ｍｍ、厚み
１．５ｍｍの（１００）ウエハに光ファイバ３を固定す
るＶ溝２及び光反射面４をエッチングで形成する。光反
射面にはＡｕをコーティングすると反射率が向上して好
ましい。８はサブマウントであり、金属（アルミ、鉄、
真鍮、ステンレスなど）やセラミックス（アルミナ、ア
ルミニュウムナイトライド、シリコンナイトライド、ボ
ロンナイトライドなど）を材質として用いる。このサブ
マウント８は、受光すべき光を透過する開口部９を有し
ており、開口部の外周で、半田材（ＡｕＳｎやＳｎＰｂ
など）によってＳｉベンチ１に前もって形成されたメタ
ライズパターンと位置合わせし、固定される。サブマウ
ントの開口部には、入射してきた複数の波長（λ１から
λｎまで）の中から、所望の波長（λｘ）のみを透過す
る波長選択フィルタ１０を樹脂で貼り付ける。この波長
選択フィルタは、ガラスやポリイミドの透光性基板の表
面に、屈折率の異なる誘電体多層膜（ＳｉＯ２、ＴｉＯ
２等）を繰り返して積層することによって、透過波長幅
１０ｎｍの波長選択フィルタ（バンドパスフィルタ）１
０を構成できる。ここでは、ポリイミド基板に形成した
バンドパス多層膜フィルタ（中心波長１５００ｎｍ、透
過波長幅１０ｎｍ）を用いた。
は平面図、図１（ｂ）は切断Ａ−Ｂでの断面図である。
１はＳｉ，ベンチであり、幅３ｍｍ、長さ５ｍｍ、厚み
１．５ｍｍの（１００）ウエハに光ファイバ３を固定す
るＶ溝２及び光反射面４をエッチングで形成する。光反
射面にはＡｕをコーティングすると反射率が向上して好
ましい。８はサブマウントであり、金属（アルミ、鉄、
真鍮、ステンレスなど）やセラミックス（アルミナ、ア
ルミニュウムナイトライド、シリコンナイトライド、ボ
ロンナイトライドなど）を材質として用いる。このサブ
マウント８は、受光すべき光を透過する開口部９を有し
ており、開口部の外周で、半田材（ＡｕＳｎやＳｎＰｂ
など）によってＳｉベンチ１に前もって形成されたメタ
ライズパターンと位置合わせし、固定される。サブマウ
ントの開口部には、入射してきた複数の波長（λ１から
λｎまで）の中から、所望の波長（λｘ）のみを透過す
る波長選択フィルタ１０を樹脂で貼り付ける。この波長
選択フィルタは、ガラスやポリイミドの透光性基板の表
面に、屈折率の異なる誘電体多層膜（ＳｉＯ２、ＴｉＯ
２等）を繰り返して積層することによって、透過波長幅
１０ｎｍの波長選択フィルタ（バンドパスフィルタ）１
０を構成できる。ここでは、ポリイミド基板に形成した
バンドパス多層膜フィルタ（中心波長１５００ｎｍ、透
過波長幅１０ｎｍ）を用いた。
【００１４】さらに、このサブマウント８の上に、半田
材（ＡｕＳｎやＳｎＰｂなど）によってフォトダイオー
ド（この図では、裏面入射フォトダイオードサイズ０．
５ｍｍ×０．５ｍｍ×０．３ｍｍ厚さ）５を半田固定す
る。光ファイバ３からの入射光７は、光反射面４で斜め
上方に反射されて、フィルタ１０で、波長λｘの光だけ
が選択されて、受光部６に入射する。フォトダイオード
の基板としては、１０００ｎｍから１７００ｎｍ帯の用
途では、ｎ-ＩｎＰ基板上にＩｎＧａＡｓもしくは、Ｉ
ｎＧａＡｓＰを０．００２ｍｍから０．００５ｍｍ厚み
にエピタキシャル成長し、その中央部にＺｎを拡散させ
て、ｐ−ｎ接合、すなわち受光部６を形成したフォトダ
イオードがよく用いられる。ここでは、受光部厚み０．
００４ｍｍのＩｎＧａＡｓ受光部を有する裏面入射フォ
トダイオードを用いる。基板裏面のＮ電極としては、Ａ
ｕＧｅＮｉが、受光部上面のＰ電極としては、Ｔｉ/Ａ
ｕ電極を用いる。ｎ−ＩｎＰ基板裏面の電極の開口部９
には、ＳｉＯ２やＳｉＯＮの反射防止膜を形成する。
材（ＡｕＳｎやＳｎＰｂなど）によってフォトダイオー
ド（この図では、裏面入射フォトダイオードサイズ０．
５ｍｍ×０．５ｍｍ×０．３ｍｍ厚さ）５を半田固定す
る。光ファイバ３からの入射光７は、光反射面４で斜め
上方に反射されて、フィルタ１０で、波長λｘの光だけ
が選択されて、受光部６に入射する。フォトダイオード
の基板としては、１０００ｎｍから１７００ｎｍ帯の用
途では、ｎ-ＩｎＰ基板上にＩｎＧａＡｓもしくは、Ｉ
ｎＧａＡｓＰを０．００２ｍｍから０．００５ｍｍ厚み
にエピタキシャル成長し、その中央部にＺｎを拡散させ
て、ｐ−ｎ接合、すなわち受光部６を形成したフォトダ
イオードがよく用いられる。ここでは、受光部厚み０．
００４ｍｍのＩｎＧａＡｓ受光部を有する裏面入射フォ
トダイオードを用いる。基板裏面のＮ電極としては、Ａ
ｕＧｅＮｉが、受光部上面のＰ電極としては、Ｔｉ/Ａ
ｕ電極を用いる。ｎ−ＩｎＰ基板裏面の電極の開口部９
には、ＳｉＯ２やＳｉＯＮの反射防止膜を形成する。
【００１５】Ｐ電極は、フォトダイオードからの電気信
号を増幅する前置増幅器１１（Ｓｉ-ＩＣ、ＧａＡｓ−
ＩＣなど）の信号入力パッドにＡｕ線１２で電気的に接
続される。前置増幅器は、Ｓｉベンチ上に集積化するこ
とは必須ではないが、配線を短くして浮遊容量やノイズ
を減らすなどの効果があり、より望ましい。ここでは、
サイズが１ｍｍ×１ｍｍのＳｉ−ＩＣを用いた。
号を増幅する前置増幅器１１（Ｓｉ-ＩＣ、ＧａＡｓ−
ＩＣなど）の信号入力パッドにＡｕ線１２で電気的に接
続される。前置増幅器は、Ｓｉベンチ上に集積化するこ
とは必須ではないが、配線を短くして浮遊容量やノイズ
を減らすなどの効果があり、より望ましい。ここでは、
サイズが１ｍｍ×１ｍｍのＳｉ−ＩＣを用いた。
【００１６】図１の構成で、１４８０ｎｍ，１５００ｎ
ｍ，１５２０ｎｍ，１５４０ｎｍの４波長多重で信号を
送信する図７の構成において、フィルタ付コネクタをな
くした状態で、受信結果を測定したところ、１５００ｎ
ｍの信号のみ正確に受信できた。他の波長の光クロスト
ークをフォトダイオードの光電流比で評価したところ、
最近接の１４８０ｎｍと１５２０ｎｍでさえ、−２０ｄ
Ｂから−２５ｄＢと良好であった。
ｍ，１５２０ｎｍ，１５４０ｎｍの４波長多重で信号を
送信する図７の構成において、フィルタ付コネクタをな
くした状態で、受信結果を測定したところ、１５００ｎ
ｍの信号のみ正確に受信できた。他の波長の光クロスト
ークをフォトダイオードの光電流比で評価したところ、
最近接の１４８０ｎｍと１５２０ｎｍでさえ、−２０ｄ
Ｂから−２５ｄＢと良好であった。
【００１７】図２は、第2の実施例であり、図２（ａ）
は平面図、図２（ｂ）は切断Ａ−Ｂでの断面図である。
図２では、サブマウント８が、フォトダイオード５の厚
みとほぼ同じ高さか、それよりも高い（チップボンディ
ングやワイヤボンディングが出来る程度である。）光遮
蔽構造８−１を有することが特徴である。図１の実施例
で、近接波長のクロストークが−２０ｄＢから−２５ｄ
Ｂである原因を調べたところ、他の波長が散乱されてフ
ォトダイオードの端面から受光部６に回り込むことが判
明した。そこで、このような光遮蔽構造で散乱光の入射
を阻止することによって、光クロストークを激減するこ
とが出来る。ここでは、フォトダイオードと同じ高さの
０．３ｍｍとした。遮蔽構造８−１の内寸法は、０．５
ｍｍ×０．５ｍｍのフォトダイオードを挿入できかつボ
ンディングに邪魔にならず、散乱光を防げる構造とし
て、ここでは０．７ｍｍ×０．７ｍｍとした。この寸法
はフォトダイオードのサイズによってその都度適した値
を選べばよい。望ましくは、フォトダイオード外周か
ら、０．１ｍｍから０．３ｍｍくらいの範囲が散乱光も
阻止できるし、ボンディングも出来るので推奨される。
は平面図、図２（ｂ）は切断Ａ−Ｂでの断面図である。
図２では、サブマウント８が、フォトダイオード５の厚
みとほぼ同じ高さか、それよりも高い（チップボンディ
ングやワイヤボンディングが出来る程度である。）光遮
蔽構造８−１を有することが特徴である。図１の実施例
で、近接波長のクロストークが−２０ｄＢから−２５ｄ
Ｂである原因を調べたところ、他の波長が散乱されてフ
ォトダイオードの端面から受光部６に回り込むことが判
明した。そこで、このような光遮蔽構造で散乱光の入射
を阻止することによって、光クロストークを激減するこ
とが出来る。ここでは、フォトダイオードと同じ高さの
０．３ｍｍとした。遮蔽構造８−１の内寸法は、０．５
ｍｍ×０．５ｍｍのフォトダイオードを挿入できかつボ
ンディングに邪魔にならず、散乱光を防げる構造とし
て、ここでは０．７ｍｍ×０．７ｍｍとした。この寸法
はフォトダイオードのサイズによってその都度適した値
を選べばよい。望ましくは、フォトダイオード外周か
ら、０．１ｍｍから０．３ｍｍくらいの範囲が散乱光も
阻止できるし、ボンディングも出来るので推奨される。
【００１８】図１と同じ部品を用いて、サブマウントだ
け光遮蔽構造付にした図２の実施例を評価した。その結
果、図１の実施例で−２０ｄＢから−２５ｄＢである光
クロストークが、−２５ｄＢから−３０ｄＢまで改善さ
れた。
け光遮蔽構造付にした図２の実施例を評価した。その結
果、図１の実施例で−２０ｄＢから−２５ｄＢである光
クロストークが、−２５ｄＢから−３０ｄＢまで改善さ
れた。
【００１９】図３は、第３の実施例であり、光遮蔽構造
８−１を有してもまだ、散乱光を受ける原因を追求した
結果、発明されたものであり、フォトダイオード５の受
光部表面側に光を透過しない遮光構造を設けることが特
徴である。この例では不透明樹脂１３をポッティングす
ることが特徴である。図２の実施例で、近接波長のクロ
ストークが−２５ｄＢから−３０ｄＢである原因を調べ
たところ、他の波長の散乱光が受信器を保護するケース
（図示せず）からも反射されて帰ってきて、フォトダイ
オードの上方から受光部６に回り込むことが判明した。
そこで、フォトダイオードの受光部表面側に光を透過し
ない樹脂をポッティングすることによって、光クロスト
ークを激減することが出来る。ここでは、図２の実施例
の構造に加えて、エポキシ系の不透明な樹脂（例えばカ
ーボンブラックを添加したものなど）をフォトダイオー
ドの受光部表面側全体にポッティングした。この遮光構
造は必ずしも樹脂である必要は無く、遮光性のフィルム
やプラスチック部材などでも良い。これによって、図３
に示すようにフォトダイオードは、全周を波長選択性の
フィルタ１０か、金属やセラミック製の不透明の光遮蔽
構造８−１か、あるいは対象となる波長帯に対して不透
明な樹脂１３に覆われることとなる。
８−１を有してもまだ、散乱光を受ける原因を追求した
結果、発明されたものであり、フォトダイオード５の受
光部表面側に光を透過しない遮光構造を設けることが特
徴である。この例では不透明樹脂１３をポッティングす
ることが特徴である。図２の実施例で、近接波長のクロ
ストークが−２５ｄＢから−３０ｄＢである原因を調べ
たところ、他の波長の散乱光が受信器を保護するケース
（図示せず）からも反射されて帰ってきて、フォトダイ
オードの上方から受光部６に回り込むことが判明した。
そこで、フォトダイオードの受光部表面側に光を透過し
ない樹脂をポッティングすることによって、光クロスト
ークを激減することが出来る。ここでは、図２の実施例
の構造に加えて、エポキシ系の不透明な樹脂（例えばカ
ーボンブラックを添加したものなど）をフォトダイオー
ドの受光部表面側全体にポッティングした。この遮光構
造は必ずしも樹脂である必要は無く、遮光性のフィルム
やプラスチック部材などでも良い。これによって、図３
に示すようにフォトダイオードは、全周を波長選択性の
フィルタ１０か、金属やセラミック製の不透明の光遮蔽
構造８−１か、あるいは対象となる波長帯に対して不透
明な樹脂１３に覆われることとなる。
【００２０】実際、図３の構成で、同様に光クロストー
クを測定したところ、−３５ｄＢから−４０ｄＢという
波長選択フィルタの基本特性で決まる限界値までクロス
トークを低減できた。
クを測定したところ、−３５ｄＢから−４０ｄＢという
波長選択フィルタの基本特性で決まる限界値までクロス
トークを低減できた。
【００２１】勿論、本発明は図７の構成ばかりではな
く、図６の構成でも有効であり、光分波器で不足してい
る波長選択性を十分補う効果を得た。
く、図６の構成でも有効であり、光分波器で不足してい
る波長選択性を十分補う効果を得た。
【００２２】さらに図５の構成においても、本発明は適
用できる。図３の実施例の光受信器を、１３００ｎｍ／
１５００ｎｍ波長分波器と、１３００ｎｍ半導体レーザ
と組み合わせて、図５の左側の送受信器を構成した。同
様に、図３の実施例で波長選択フィルタを１３００ｎｍ
のバンドパスフィルタに変更して、１５００ｎｍの半導
体レーザと組み合わせて、図５の右側の送受信器を構成
した。これら２つの送受信器を対向させて、同時に双方
向通信を行ったところ、クロストークのない良好な通信
が可能となった。
用できる。図３の実施例の光受信器を、１３００ｎｍ／
１５００ｎｍ波長分波器と、１３００ｎｍ半導体レーザ
と組み合わせて、図５の左側の送受信器を構成した。同
様に、図３の実施例で波長選択フィルタを１３００ｎｍ
のバンドパスフィルタに変更して、１５００ｎｍの半導
体レーザと組み合わせて、図５の右側の送受信器を構成
した。これら２つの送受信器を対向させて、同時に双方
向通信を行ったところ、クロストークのない良好な通信
が可能となった。
【００２３】以上は、本発明の実施例の幾つかであり、
フォトダイオード、波長選択フィルタ、ベンチ、光伝送
媒体の材料やその構造、寸法、ベンチ上のフォトダイオ
ードなどの搭載数量などにかんして何ら実施例に限定さ
れるものではない。フォトダイオードは、上面入射型を
アップサイドダウンに実装してもよいし、光ファイバ
は、導波路に変えても良い。
フォトダイオード、波長選択フィルタ、ベンチ、光伝送
媒体の材料やその構造、寸法、ベンチ上のフォトダイオ
ードなどの搭載数量などにかんして何ら実施例に限定さ
れるものではない。フォトダイオードは、上面入射型を
アップサイドダウンに実装してもよいし、光ファイバ
は、導波路に変えても良い。
【００２４】
【発明の効果】本発明のよう、サブマウントに波長選択
フィルタを前もって固定しておくこと、サブマウントに
散乱光を遮蔽する光遮蔽構造を設けること、Ｐ側前面に
不透明樹脂をポッティングすることにより、非常に波長
選択性の優れた光受信器が可能となる。波長選択機能が
フォトダイオードと一体化されるために、性能が安定で
き、光受信器を小型化、低コスト化することができる。
フィルタを前もって固定しておくこと、サブマウントに
散乱光を遮蔽する光遮蔽構造を設けること、Ｐ側前面に
不透明樹脂をポッティングすることにより、非常に波長
選択性の優れた光受信器が可能となる。波長選択機能が
フォトダイオードと一体化されるために、性能が安定で
き、光受信器を小型化、低コスト化することができる。
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施例を示す光受信器の平面図
（ａ）と、切断Ａ−Ｂにおける断面図（ｂ）。
（ａ）と、切断Ａ−Ｂにおける断面図（ｂ）。
【図２】本発明の第２の実施例を示す光受信器の平面図
（ａ）と、切断Ａ−Ｂにおける断面図（ｂ）。
（ａ）と、切断Ａ−Ｂにおける断面図（ｂ）。
【図３】本発明の第３の実施例を示す光受信器の平面図
（ａ）と、切断Ａ−Ｂにおける断面図（ｂ）
（ａ）と、切断Ａ−Ｂにおける断面図（ｂ）
【図４】従来の光受信器。
【図５】従来の光受信系。
【図６】従来の光受信系。
【図７】従来の光受信系。
１ Ｓｉ基板
２ Ｖ溝
３ 光ファイバ
４ 光反射面
５ 受光素子
６ 受光部
７ 入射光
８ サブマウント
８―１ 光遮蔽構造
９ 開口部
１０ 波長選択フィルタ
１１ 前置増幅器
１２ Ａｕ線
１３ 不透明樹脂
１０１ １３００ｎｍ光送信器
１０２ １５００ｎｍ光受信器
１０３ 波長分波器
１０４ 光ファイバ
１０５ 波長分波器
１０６ １５００ｎｍ送信器
１０７ １３００ｎｍ受信器
１０８ １３００ｎｍ光進行方向
１０９ １５００ｎｍ光進行方向
１１０ 光受信器
１１１ 多波長分波器
１１２ 光分岐器
１１３ フィルタ付きコネクタ
Claims (14)
- 【請求項１】 面入射型の半導体受光素子を搭載するた
めのサブマウントであって、前記半導体受光素子への光
の入射側に波長フィルタを配置したことを特徴とするサ
ブマウント。 - 【請求項２】 前記半導体受光素子の端面の周囲を囲む
ように光遮蔽構造を設けたことを特徴とする請求項１に
記載のサブマウント。 - 【請求項３】 前記サブマウントの材質が、金属材料で
あることを特徴とする請求項１または２に記載のサブマ
ウント。 - 【請求項４】 前記金属材料が、アルミ、鉄、真鍮、ス
テンレスからなる群から選ばれた金属であることを特徴
とする請求項３に記載のサブマウント。 - 【請求項５】 前記サブマウントの材質が、セラミック
材料であることを特徴とする請求項１から２に記載のサ
ブマウント。 - 【請求項６】 前記セラミック材料が、アルミナ、アル
ミニュウムナイトライド、シリコンナイトライド、ボロ
ンナイトライドからなる群から選ばれたセラミックであ
ることを特徴とする請求項５に記載のサブマウント。 - 【請求項７】 前記波長フィルタが、透光性基板材料の
上に形成された誘電体多層膜によって構成されているこ
とを特徴とする、請求項１から２に記載のサブマウン
ト。 - 【請求項８】 請求項１から７に記載の何れかのサブマ
ウントに、前記半導体受光素子として裏面入射型のフォ
トダイオードを、前記裏面側が前記波長フィルタに対向
するように配置したことを特徴とする光受信器。 - 【請求項９】 前記裏面入射型のフォトダイオードの受
光部側表面を、光遮光性部材で覆ったことを特徴とする
請求項８に記載の光受信器。 - 【請求項１０】 前記光遮光性部材が不透明な樹脂であ
ることを特徴とする請求項９に記載の光受信器。 - 【請求項１１】 前記の不透明な樹脂がエポキシ系の樹
脂であることを特徴とする請求項１０に記載の光受信
器。 - 【請求項１２】 前記半導体受光素子の出力信号を増幅
する増幅器を配置したことを特徴とする請求項８から１
１に記載の光受信器。 - 【請求項１３】 光ファイバもしくは光導波路よりなる
光伝送手段と請求項８か１２の何れかに記載の光受信器
が、Ｓｉベンチ上に構成されていることを特徴とする光
受信器。 - 【請求項１４】 前記半導体受光素子がＩｎＧａＡｓも
しくはＩｎＧａＡｓＰ系材料よりなることを特徴とする
請求項８から１３に記載の光受信器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001340452A JP2003142699A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | サブマウント及びこれを用いた光受信器 |
| US10/235,550 US6908235B2 (en) | 2001-11-06 | 2002-09-06 | Sub-mount and optical receiver using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001340452A JP2003142699A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | サブマウント及びこれを用いた光受信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003142699A true JP2003142699A (ja) | 2003-05-16 |
Family
ID=19154649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001340452A Pending JP2003142699A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | サブマウント及びこれを用いた光受信器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6908235B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003142699A (ja) |
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| JP2005250178A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 集積型受光回路及びその作製方法並びにアレイ受光部品 |
| JP2009020201A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光モジュール |
| JP2010505133A (ja) * | 2006-05-25 | 2010-02-18 | チュン， キョン ヒェ | 光モジュール及びその製造方法 |
| JP2015529965A (ja) * | 2012-06-08 | 2015-10-08 | ホーヤ コーポレイション ユーエスエイＨｏｙａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｕｓａ | サブマウント |
| WO2021245874A1 (ja) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | 株式会社京都セミコンダクター | 端面入射型半導体受光素子 |
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| JP2005315902A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-10 | Seiko Epson Corp | 光コネクタ |
| JP2007010854A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Nec Corp | 光軸補正用平行平板を用いた光通信用モジュールとその製造方法 |
| JP2008051698A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Yokogawa Electric Corp | 双方向光モジュールおよびこれを用いた光パルス試験器 |
| CN101192339A (zh) * | 2006-12-01 | 2008-06-04 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 遥控功能模块以及具有该遥控功能模块的便携式电子装置 |
| ES2416254B1 (es) | 2009-02-09 | 2014-12-29 | Semprius, Inc. | Módulos fotovoltaicos de tipo concentrador (cpv), receptores y sub-receptores y métodos para formar los mismos |
| EP2434321A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-03-28 | U2t Photonics Ag | Optical module |
| US9323014B2 (en) * | 2012-05-28 | 2016-04-26 | Mellanox Technologies Ltd. | High-speed optical module with flexible printed circuit board |
| US20130330033A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Futurewei Technologies, Inc. | Tsv substrate with mirror and its application in high-speed optoelectronic packaging |
| US9804348B2 (en) | 2013-07-04 | 2017-10-31 | Mellanox Technologies, Ltd. | Silicon photonics connector |
| US20170093501A1 (en) * | 2015-09-29 | 2017-03-30 | Semprius, Inc. | Miniaturized devices for combined optical power conversion and data transmission |
| US10418501B2 (en) | 2015-10-02 | 2019-09-17 | X-Celeprint Limited | Wafer-integrated, ultra-low profile concentrated photovoltaics (CPV) for space applications |
| US10444445B2 (en) * | 2017-02-10 | 2019-10-15 | Ciena Corporation | Optically isolated photodiode for high sensitivity application |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3543558C2 (de) | 1985-12-10 | 1996-09-19 | Licentia Gmbh | Opto-elektrische Koppelanordnung |
| US6043550A (en) * | 1997-09-03 | 2000-03-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Photodiode and photodiode module |
| JP3637228B2 (ja) * | 1999-02-09 | 2005-04-13 | 住友電気工業株式会社 | 光送受信モジュール |
-
2001
- 2001-11-06 JP JP2001340452A patent/JP2003142699A/ja active Pending
-
2002
- 2002-09-06 US US10/235,550 patent/US6908235B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2005093610A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信器 |
| JP2005250178A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 集積型受光回路及びその作製方法並びにアレイ受光部品 |
| JP2010505133A (ja) * | 2006-05-25 | 2010-02-18 | チュン， キョン ヒェ | 光モジュール及びその製造方法 |
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| JP2015529965A (ja) * | 2012-06-08 | 2015-10-08 | ホーヤ コーポレイション ユーエスエイＨｏｙａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｕｓａ | サブマウント |
| WO2021245874A1 (ja) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | 株式会社京都セミコンダクター | 端面入射型半導体受光素子 |
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Also Published As
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|---|---|
| US20030086653A1 (en) | 2003-05-08 |
| US6908235B2 (en) | 2005-06-21 |
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