JP2005101323A - 光半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板にレンズや光半導体素子を取り付けて容易に製造することができ、精度の高い位置合わせが要求される光軸を一致させる作業なども容易に行うことができる光半導体装置を提供する。
【解決手段】 光半導体装置１は、透明ガラス基板２を備えており、透明ガラス基板２の表面２Ａには、光半導体素子である光検出素子４が表側メタルパターン３の一部からなる接続部５によって接続されている。また、透明ガラス基板２の表面２Ａにおける光検出素子４に対応する裏面２Ｂの位置には、レンズの位置決め部をするリング状部８が形成されている。このリング状部８にレンズ９が形成されることにより、光検出素子４の光軸とレンズ９の光軸とが一致させられる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、光半導体装置に係り、特に、光半導体素子とレンズの光軸を容易に一致させることができるようにした光半導体装置に関するものである。

近年、光半導体装置として、基板に光半導体素子やレンズを直接取り付けて、電気的接続の容易化を図った光半導体装置が利用されている。このような光半導体装置として、たとえば特開平５−２４３５８９号公報に開示されたものがある。

この光半導体装置は、ガラス基板を有しており、ガラス基板には平凸レンズが貼り合わされている。また、このガラス基板には、電気的接続部材を介して光検出素子が取り付けられている。ガラス基板および光検出素子には、それぞれ接続部材が形成されており、これらの接続部材をそれぞれ電気的接続部材に取り付けることにより、電気的接続を容易に行うことができる。
特開平５−２４３５８９号公報

ところが、上記特許文献１に記載された光半導体装置でガラス基板および光検出素子にそれぞれ形成された接続部材を電気的接続部材に取り付けることにより、容易な製造に寄与している。しかし、上記特許文献１に記載された光半導体装置では、単に電気的接続部材に接続部材を取り付けているのみであるので、ある程度の位置合わせはできるものの、たとえば光軸を合わせるなどの高い精度での位置合わせを実現することができないという問題があった。

そこで、本発明の課題は、基板にレンズや光半導体素子を取り付けて容易に製造することができるとともに、精度の高い位置合わせが要求される光軸を一致させる作業なども容易に行うことができる光半導体装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る光半導体装置は、表裏関係にある第一面および第二面を備える透明基板と、透明基板の第一面に搭載された光半導体素子と、透明基板の第一面における所定の位置に光半導体素子を位置決めして光半導体素子を透明基板に電気的に接続する光半導体素子接続部と、透明基板における第二面に搭載されたレンズと、レンズを透明基板の第二面に位置決めするレンズ位置決め部と、を備え、レンズ位置決め部は、レンズと、光半導体素子との光軸が一致する位置に配置されているものである。

本発明に係る光半導体装置においては、第二面におけるレンズ位置決め部にレンズが搭載される。このレンズ位置決め部は、透明基板の第二面に形成され、透明基板の第一面に搭載された光半導体素子と位置決め部に搭載されたレンズとの光軸が一致する位置に配置されている。したがって、レンズ位置決め部が設けられていることにより、レンズを単にレンズ位置決め部に搭載することによって、透明基板の第一面に搭載された光半導体素子とレンズとの光軸を容易に一致させることができる。

なお、本発明の光半導体素子とは、フォトダイオードなどの光検出素子やレーザダイオードなどの発光素子をいう。

ここで、レンズ位置決め部がメタルパターンで形成されているのが好適である。

メタルパターンは、今日の技術においては、高精度で透明基板上に形成することができる。したがって、このメタルパターンを利用してレンズ位置決め部とすることにより、レンズと光半導体素子との光軸を容易に一致させることができる。

また、レンズ位置決め部が、透明基板の第二面に形成された凹部である態様とすることができる。

レンズ位置決め部として、たとえばエッチングによって形成した凹部を利用することにより、レンズと光半導体素子との光軸を容易に一致させることができる。

さらに、透明基板の第一面と第二面とを電気的に接続する電気的接続部材を備える態様とすることもできる。

このように、透明基板の第一面と第二面とを電気的に接続する電気的接続部材を有する光半導体装置においても、レンズと光半導体素子との光軸を容易に一致させることができる。

また、透明基板の第二面に対向して配置され、透明基板の第二面に形成されたレンズに対応する位置に、光導波路が形成された基板が設けられている態様とすることができる。

光半導体装置においては、透明基板におけるレンズと光半導体素子との精度が良く位置決めされていることを前提としている。このため、本発明のような光導波路が形成され、配線を備えている基板が透明基板の第二面に対向する位置に設けられた光半導体装置において、レンズと、それに対向して配置された光導波路とが精度よく位置決めされることで、結果として光導波路と光半導体素子との光軸も精度良く位置決めされる。

さらに、透明基板に、機能素子が搭載されている態様とすることもできるし、前記透明基板に、複数の光半導体素子が設けられている態様とすることもできる。

これらの光半導体装置においても、レンズと光半導体素子との光軸を容易に一致させることができる。

本発明によれば、基板にレンズや光半導体素子を取り付けて容易に製造することができるとともに、精度の高い位置合わせが要求される光軸を一致させる作業なども容易に行うことができる光半導体装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る光半導体装置の側面図、図２はその平面図、図３はその底面図、図４はその側断面図である。

図１〜図４に示すように、本実施形態に係る光半導体装置１は、光学的に透明な透明基板である透明ガラス基板２を備えている。ここで、光学的に透明とは、所定波長の光に対して透過性の極めて高い状態のことをいう。透明ガラス基板２は、第一面である表面２Ａおよび第二面である裏面２Ｂを備えており、互いに表裏関係にある。なお、透明基板の材料としては、ガラスのほか、プラスチックなどを用いることもできる。

透明ガラス基板２は、たとえば縦３ｍｍ、横６ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの板状の基板である。透明ガラス基板２の表面２Ａには、厚さ約１〜１０μｍの表側メタルパターン３が形成されている。表側メタルパターン３は、クロムまたはニッケルなどによって構成されている。また、この表側メタルパターン３の所定部分上に、複数、本実施形態では４つの光検出素子４Ａ〜４Ｄが設けられている。このように、表側メタルパターン３は、透明ガラス基板２の表面２Ａと光検出素子４Ａ〜４Ｄの間にも形成されている。表側メタルパターン３におけるこれらの光検出素子４Ａ〜４Ｄが実装された部分が、それぞれ本発明の光半導体素子接続部である接続部５Ａ〜５Ｄとされている。

接続部５Ａ〜５Ｄには、それぞれ半田からなるバンプ６によって光検出素子４Ａ〜４Ｄが取り付けられ、光検出素子４Ａ〜４Ｄは、透明ガラス基板２の表面２Ａに搭載される。光検出素子４Ａ〜４Ｄは、互いに同一の形状をなしており、それぞれ底面が１辺１ｍｍの正方形状をなし、高さが０．３〜０．７ｍｍである直方体状をなしている。なお、バンプ６としては、半田のほか、金などを用いることもできる。バンプ６は、図１ではだ円形に描かれているが、光検出素子４Ａ〜４Ｄを接続する際に幅０．１ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍ程度に押し潰される。

一方、透明ガラス基板２の裏面２Ｂには、裏側メタルパターン７が形成されている。裏側メタルパターン７は、表側メタルパターン３と同様、厚さ約１〜１０μｍであり、表面２Ａに搭載された光検出素子４Ａ〜４Ｄに対応する位置にも形成されている。

また、裏面２Ｂにおける表面２Ａに形成された光検出素子４Ａ〜４Ｄに対応する位置における裏側メタルパターン７の所定部分は、レンズ形成用の土手となるリング状部８Ａ〜８Ｄとされている。これらのリング状部８Ａ〜８Ｄは、表面２Ａに搭載された光検出素子４Ａ〜４Ｄに対応する裏面２Ｂにおける位置にそれぞれ配置されている。リング状部８Ａ〜８Ｄは、いずれも同一形状をなしており、厚さ１〜１０μｍ、内径０．２ｍｍをなしている。

このリング状部８Ａ〜８Ｄの内側には、それぞれ光を集光するレンズ９Ａ〜９Ｄが形成されている。レンズ９Ａ〜９Ｄは、溶融した樹脂をポッティングして形成されたポッティングレンズであるが、レンズとしてはボールレンズなどを用いることもできる。リング状部８Ａ〜８Ｄの内側に形成されたレンズ９Ａ〜９Ｄは、それぞれ光検出素子４Ａ〜４Ｄに対して光軸が一致させられている。さらに、透明ガラス基板２には、スルーホール２Ｃが形成されており、スルーホール２Ｃによって、表側メタルパターン３と裏側メタルパターン７とが電気的に接続されている。

以上の構成を有する本実施形態に係る光半導体装置１では、表側メタルパターン３における接続部５Ａ〜５Ｄに光検出素子４Ａ〜４Ｄが接続され位置決めされて透明ガラス基板２の表面２Ａに搭載されている。一方、透明ガラス基板２の裏面２Ｂには、リング状部８Ａ〜８Ｄが表面２Ａにおける光検出素子４Ａ〜４Ｄが設けられている位置に対応する位置に配置されており、このリング状部８Ａ〜８Ｄにレンズ９Ａ〜９Ｄがそれぞれ形成されている。また、リング状部８Ａ〜８Ｄの中心を貫通する軸と、光検出素子４Ａ〜４Ｄに設けられた図示しない光検出面光軸とは一致している。

ここで、表側メタルパターン３における接続部５Ａ〜５Ｄおよび裏側メタルパターン７におけるリング状部８Ａ〜８Ｄは、非常に高精度で形成することができる。したがって、表側メタルパターン３における光検出素子４Ａ〜４Ｄを取り付ける位置およびリング状部８Ａ〜８Ｄは、高精度で所望の位置に形成することができる。したがって、表側メタルパターン３における光検出素子４Ａ〜４Ｄが形成される位置とリング状部８Ａ〜８Ｄとの距離関係を正確に形成しておき、単に表側メタルパターン３の所定位置に光検出素子４Ａ〜４Ｄを取り付けるとともに、リング状部８Ａ〜８Ｄにレンズ９Ａ〜９Ｄを形成するだけで、光検出素子４Ａ〜４Ｄとレンズ９Ａ〜９Ｄを高い精度で位置決めすることができる。その結果、光検出素子４Ａ〜４Ｄとレンズ９Ａ〜９Ｄの光軸を容易に一致させることができる。

次に、第２の実施形態に係る光半導体装置について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る光半導体装置１０の断面図である。

図５に示すように、本実施形態に係る光半導体装置１０は、光半導体装置本体１１と、光半導体装置本体１１に接続される光導波路基板１２とを備えている。光半導体装置本体１１は、透明ガラス基板２を備えており、透明ガラス基板２の表面２Ａには、表側メタルパターン３が形成されており、その一部が接続部５とされている。また、表側メタルパターン３における接続部５には、光検出素子４がバンプ６によって接続されている。こうして、光検出素子４が透明ガラス基板２の表面２Ａに搭載されている。

また、透明ガラス基板２の裏面２Ｂには、裏側メタルパターン７が形成されているとともに、リング状部８が設けられている。このリング状部８の内側にレンズ９が形成されている。さらに、透明ガラス基板２の裏面２Ｂに形成された裏側メタルパターン７の一部は、アライメントマーク１３および光導波路基板実装用パターン１４として利用されている。

また、裏面２Ｂに対向する位置には、光導波路基板１２が設けられている。光導波路基板１２は、基板本体１５を備えており、基板本体１５には、光導波路１６および本発明の配線となり、透明ガラス基板２の裏側メタルパターン７に電気的に接続される装置本体実装用パターン１７が形成されている。

アライメントマーク１３としては、透明ガラス基板２の裏面２Ｂにおけるリング状部８の周囲に配置された裏側メタルパターン７の一部が用いられており、表面２Ａに実装される光検出素子４とメタルパターン７との位置合わせする際の目印として利用される。また、光導波路基板実装用パターン１４は、透明ガラス基板２の裏面２Ｂにおける所定の位置に形成されている。

光導波路基板１２における基板本体１５に形成された光導波路１６は、光検出素子４に入射する光を案内するためのものであり、基板本体１５と透明ガラス基板２とが接合されると、光導波路１６の先端にレンズ９が位置するように配置される。光導波路１６を通って出射した光Ｌは、レンズ９によって集光されて光検出素子４に入射する。また、装置本体実装用パターン１７は、透明ガラス基板２の裏面２Ｂに形成された光導波路基板実装用パターン１４に対応する位置に形成されており、バンプ１８によって装置本体実装用パターン１７と光導波路基板実装用パターン１４とが接続され、電気的に接続されている。

また、透明ガラス基板２の側端部には、サイドメタルパターン１９が形成されており、表側メタルパターン３と裏側メタルパターン７とがサイドメタルパターン１９を介して電気的に接続されている。さらに、透明ガラス基板２の表面２Ａには、光検出素子４を覆う樹脂モールド２０が形成されている。この樹脂モールド２０としては、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂などを用いることができる。

以上の構成を有する本実施形態に係る光半導体装置本体１１においては、上記第１の実施形態と同様、表側メタルパターン３における光検出素子４を実装する位置およびリング状部８は、高精度で所望の位置に形成することができる。したがって、表側メタルパターン３における光検出素子４が実装される位置とリング状部８との距離関係を正確に形成しておき、単に表側メタルパターン３の所定位置に光検出素子４を取り付けるとともに、リング状部８にレンズ９を形成するだけで、光検出素子４とレンズ９を高い精度で位置決めすることができる。その結果、光検出素子４とレンズ９の光軸を容易に一致させることができる。

本実施形態に係る光半導体装置１０においては、光半導体装置本体１１における透明ガラス基板２の裏面２Ｂに形成されているレンズと光導波路基板１２に設けられている光導波路１６が精度良く位置決めされている。このため、光導波路１６と透明ガラス基板２の表面２Ａに実装されている光検出器４との位置も精度良く位置決めすることが可能である。

次に、本実施形態に係る光半導体装置１０の製造手順について説明する。図６は、本実施形態に係る光半導体装置の製造工程を示す工程図である。

まず、図６（ａ）に示すように、透明ガラス基板２の表面２Ａおよび裏面２Ｂに、電気的導通を取るための表側メタルパターン３および裏側メタルパターン７をそれぞれ形成する。表側メタルパターン３のパターン線それぞれについての相対位置は、通常の製造技術により高精度なものとすることができる。また、裏側メタルパターン７については、表側メタルパターン３を参照するなどして、それらの相対位置の精度が高くなる状態で形成することができる。表側メタルパターン３を形成した後、透明ガラス基板２を裏面側から撮像装置で撮像するなどにより、表側メタルパターン３を撮像することができる。この表側メタルパターン３に沿って裏側メタルパターン７を形成することにより、裏側メタルパターン７を精度良く形成することができる。

このとき、透明ガラス基板２の裏面２Ｂに裏側メタルパターン７を形成するにあたり、レンズ形成用のパターンとなるリング状部８は、その中心線が、透明ガラス基板２の表面２Ａに実装される光検出素子４の光軸と一致する位置に形成される。また、リング状部８は、裏側メタルパターン７の他の部分とを同一のフォトマスクを用いて形成するのが好適である。同一のフォトマスクを用いることにより、リング状部８と裏側メタルパターン７の他の部分との正確な位置精度を確保することができる。これにより、光半導体装置本体１１を光導波路基板１２に実装する際に、光半導体装置本体１１における裏側メタルパターン７とレンズ９の部分との相対的位置関係と、光導波路基板１２における装置本体実装用パターン１７と光導波路１６との位置関係とを、位置精度良く対応付けることができる。他方、工程数は増加するが、２以上のフォトマスクを用いて２段階以上の工程をもって、光半導体装置本体１１における透明ガラス基板２の裏面２Ｂにリング状部８と裏側メタルパターン７の他の部分を形成することもできる。

ところでリング状部８には、レンズ９を形成する際に、所定のレンズだまりとしての機能を発揮するように、樹脂の性質に応じた所定の厚みを有することが求められる。リング状部８と裏側メタルパターン７とを形成する態様としては、リング状部８と裏側メタルパターン７における他の部分との厚みを、所定の同じ厚みとすることが考えられる。また、リング状部８と裏側メタルパターン７における他の部分との厚みは、それぞれ選択的に所定の厚みとし、たとえばリング状部８の厚みを裏側メタルパターン７における他の部分よりも厚くして、レンズだまりを形成しやすくするようにすることもできる。

このうちの前者の態様は、１または２以上のフォトマスクを用いることによって、達成することができる。また、後者の態様は、第１ステップとして裏面２Ｂに裏側メタルパターン７を形成した後、第２ステップとして形成した裏側メタルパターン７のうち、選択したパターン部分を所定の厚みに鍍金することで達成することができる。この態様での鍍金材料は、レンズだまりとして機能させることが容易となる。

これらの方法によってリング状部８および裏側メタルパターン７における他の部分を形成することができるが、リング状部８をレンズだまりとして機能させることができれば、他の態様でリング状部８および裏側メタルパターン７における他の部分を形成することもできる。

こうして、透明ガラス基板２の表面２Ａに表側メタルパターン３を形成し、裏面２Ｂに裏側メタルパターン７を形成したら、透明ガラス基板２を貫通させ、表側メタルパターン３と裏側メタルパターン７とを電気的に導通するスルーホール２Ｃを形成する。それとともに、透明ガラス基板２の側端部に、サイドメタルパターン１９を形成する。かくして、光半導体装置本体１１に使用される透明基板が形成される。

光半導体装置本体１１に使用される透明基板を形成したら、図６（ｂ）に示すように、透明ガラス基板２の表面２Ａに形成された表側メタルパターン３の所定の位置に、バンプ６によって光検出素子４を実装する。このとき、表面２Ａにおける表側メタルパターン３と裏面２Ｂにおける裏側メタルパターン７とは相対的に高精度で形成されているので、所定の表側メタルパターン３における所定の位置に光検出素子４を実装するだけで、光検出素子４における光検出面とレンズ９との相対的位置関係の精度が高くなり、両者の光軸を一致させることができる。

また、透明ガラス基板２の裏面２Ｂにおける裏側メタルパターン７の一部をアライメントマーク１３として利用して、光検出素子４を実装することができる。アライメントマーク１３を利用し、アライメントマーク１３を参照しながら光検出素子４を実装することにより、光検出素子４をより高い精度で実装することができる。なお、アライメントマーク１３としては、裏側メタルパターン７でなく、別途透明ガラス基板２の裏面２Ｂに形成したものを用いることもできる。

また、裏面２Ｂに形成するリング状部８は、これに対応する表面２Ａに形成される表側メタルパターン３の太さよりも太くしておくことが好適である。リング状部８の太さを表側メタルパターン３よりも太くしておくことにより、透明ガラス基板２を真上から見たときに、表側メタルパターン３に重ねてリング状部８が見えるので、好適にリング状部８を参照して光検出素子４を実装することができる。同様に、アライメントマーク１３の太さも表側メタルパターン３よりも太くしておくことが好適となる。

こうして光検出素子４を実装したら、レンズを形成するための樹脂をリング状部８にポッティングして、図６（ｃ）に示すように、レンズ９を形成する。透明ガラス基板２の裏面２Ｂでは、リング状部８との間で具現された凹凸による樹脂を弾く効果により、リング状部８の内側にレンズ９が形成される。ここで、光検出素子４は、リング状部８の中心線は、光検出素子４の光軸と一致する位置に形成されている。このため、単にリング状部８にレンズ９を形成することにより、光検出素子４とレンズ９との光軸を一致させることができる。

なお、この凹凸を利用することにより、ボールレンズを設置することもできる。ボールレンズを設置する際には、リング状部８には、ポッティングレンズを形成するほどの厚みは要求されず、ボールレンズを位置固定できる厚みであれば足りるものである。

こうしてリング状部８にレンズ９を形成したら、透明ガラス基板２の表面２Ａに樹脂モールド２０を形成して、光検出素子４を保護する。このようにして、光半導体装置本体１１が製造される。

光半導体装置本体１１を製造する一方で、別工程によって光導波路基板１２を製造しておく。この光導波路基板１２を光半導体装置本体１１に接続する。このとき、光導波路基板１２における装置本体実装用パターン１７を光半導体装置本体１１の光導波路基板実装用パターン１４にバンプ１８によって接続する。こうして、図５に示す光半導体装置１０が製造される。

光半導体装置本体１１においては、透明ガラス基板２の表裏面２Ａ，２Ｂに形成されたメタルパターン３，７にそれぞれ光検出素子４およびレンズ９を形成するのみで、両者の光軸が一致するようにすることができる。したがって、精度の高い位置合わせが要求される光軸を一致させる作業なども容易に行うことができる。

また、光半導体装置１０においては、光半導体装置本体１１における透明ガラス基板２の裏面２Ｂに形成されているレンズと光導波路基板１２に設けられている光導波路１６とが精度良く位置決めされている。このため、光導波路１６と透明ガラス基板２の表面２Ａに実装されている光検出素子４との位置も精度良く位置決めすることが可能となる。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る光半導体装置の斜視図、（ｂ）は、その側断面図である。

図７に示すように、本実施形態に係る光半導体装置３０は、光導波路基板３１を備えている。光導波路基板３１には、４本の光導波路３２Ａ〜３２Ｄが形成され、互いに平行に配置されている。光導波路基板３１における光導波路３２Ａ〜３２Ｄの一端部に対応する位置には、図１〜図４に示す光半導体装置と同様の構成を有する光検出装置３３が配設されている。一方、光導波路３２Ａ〜３２Ｄの他端側には、図１〜図４に示す光半導体装置１における光検出素子４Ａ〜４Ｄの代わりに４つの発光素子を設けた発光装置３４が配設されている。

発光装置３４における４つの発光素子は、それぞれ光導波路３２Ａ〜３２Ｄに対応する位置に配置されており、各発光素子から出射される光Ｌは、それぞれ光導波路３２Ａ〜３２Ｄに導かれる。また、光検出装置３３における４つの光検出素子は、それぞれ光導波路３２Ａ〜３２Ｄに対応する位置に配置されており、光導波路３２Ａ〜３２Ｄを通過した光Ｌは、それぞれ光検出装置３３における光検出素子によって検出される。これらの光検出装置３３および発光装置３４は、いずれもバンプ３５によって光導波路基板３１に接合されている。

ここで用いられる光検出装置３３は、上記第１の実施形態における光半導体装置１と同様の構成を有しているので、光検出素子とレンズとの光軸合わせが容易なものとなる。また、発光装置３４においても、光半導体装置１における光検出素子の代わりに発光素子を設けた点において異なっているのみであるので、発光素子とレンズとの光軸合わせは容易に行うことができる。また、光導波路基板３１に形成された光導波路３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの間隔を、光検出装置３３における光検出素子間の距離および発光装置３４における発光素子間の距離と一致させておくことにより、光導波路基板３１の所定位置に光検出装置３３および発光装置３４を設置するのみで、光導波路３２と光検出装置３３における光検出素子、および光導波路３２と発光装置３４における発光素子の位置合わせを精度良く行うことができる。

このように、本実施形態に係る光半導体装置３０では、光検出装置３３および発光装置３４におけるそれぞれの光検出素子とレンズおよび発光素子とレンズとの位置合わせを容易にかつ精度良く行うことができる。また、光導波路基板３１に形成された光導波路３２と光検出装置３３における光検出素子、および光導波路３２と発光装置３４における発光素子との位置合わせを容易にかつ精度良く行うことができる。

さらに、本発明の第４の実施形態について説明する。図８は、本発明の第４の実施形態に係る光半導体装置であるモジュールの斜視図である。

図８に示すように、本実施形態に係るモジュール４０は、モジュール本体４１を備えており、モジュール本体４１の表面に光検出装置４２がバンプ４３によって取り付けられている。光検出装置４２は、上記第２の実施形態に示した光半導体装置１０に近似しており、光半導体装置１０における透明ガラス基板の裏面に光ファイバ部材４４を直接取り付けた態様をなしている。光ファイバ部材４４内には、光ファイバ４５が設けられており、光ファイバ４５の光軸は、光検出装置４２に設けられたレンズおよび光検出素子の光軸と一致させられている。この光ファイバ４５を通過した光が、光検出装置４２におけるレンズを介して光検出素子に入射する。

このようなモジュール４０においても、光検出装置４２における光検出素子とレンズとの位置合わせを容易に行うことができる。そして、光ファイバ部材４４から出射される光がレンズによって集光され、光検出素子に確実に光を集めることができる。

続いて、本発明の第５の実施形態について説明する。図９は、本発明の第５の実施形態に係る光半導体装置であるモジュールの斜視図である。

図９に示すように、本実施形態に係るモジュール５０は、モジュール本体５１を備えており、モジュール本体５１の表面に光検出装置５２がバンプ５３によって取り付けられている。光検出装置５２は、上記第２の実施形態に示した光半導体装置１０に近似しており、光半導体装置１０における透明ガラス基板の裏面に接続孔５４が形成されている。また、モジュール５０には、光ファイバ部材５５が接続可能となっている。

光ファイバ部材５５は、接続部５６を備えている。接続部５６は、モジュール本体５１に形成された接続孔５４に嵌合可能とされており、接続孔５４に光ファイバ部材５５の接続部５６が嵌合されることにより、光ファイバ部材５５がモジュール５０に接続される。光ファイバ部材５５内には、光ファイバ５７が設けられており、光ファイバ部材５５の接続部５６をモジュール５０の接続孔５４に嵌合させると、光ファイバ５７の光軸は、光検出装置５２に設けられたレンズおよび光検出素子の光軸と一致させられている。この光ファイバを通過した光が、レンズを介して光検出素子に入射する。

このようなモジュール５０においても、光検出装置５２における光検出素子とレンズとの位置合わせを容易に行うことができる。そして、光ファイバ部材５５から出射される光がレンズによって集光され、光検出素子に確実に光を集めることができる。

次に、本発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態に係る光半導体装置６０は、上記第２の実施形態と比較して、発光素子や光検出素子以外の機能素子が設けられている点において主に異なる。
図１０は、本発明の第６の実施形態に係る光半導体装置の側断面図である。

図１０に示すように、本実施形態に係る光半導体装置６０は、透明ガラス基板２を備えており、透明ガラス基板２の表面２Ａには表側メタルパターン３が形成されている。表側メタルパターン３には、光検出素子４および機能素子である回路として形成された回路素子６１が設けられている。光検出素子４および回路素子６１は、いずれもバンプ６によって表側メタルパターン３に接続されている。その他の点については、上記第２の実施形態に示す光半導体装置１０と同様の構成を有している。

このような回路素子６１が設けられた本実施形態に係る光半導体装置６０においても、上記各実施形態と同様、光検出素子とレンズとの位置合わせを容易に行うことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では光半導体素子として光検出素子を用いているが、これに代えて、発光素子または発光／光検出素子を用いることもできる。

また、上記実施形態では、メタルパターンをレンズ位置決め部としているが、透明基板に孔部を形成して、この孔部をレンズ位置決め部とすることもできる。このような孔部の形成は、たとえばエッチングによって行うことができる。

第１の実施形態に係る光半導体装置の側面図である。 第１の実施形態に係る光半導体装置の平面図である。 第１の実施形態に係る光半導体装置の底面図である。 第１の実施形態に係る光半導体装置の側断面図である。 第２の実施形態に係る光半導体装置の側断面図である。 第２の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を示す工程図である。 （ａ）は第３の実施形態に係る光半導体装置の斜視図、（ｂ）はその側断面図である。 第４の実施形態に係る光半導体装置の使用状態を示す斜視図である。 第５の実施形態に係る光半導体装置の使用状態を示す斜視図である。 第６の実施形態に係る光半導体装置の側面図である。

符号の説明

１，１０，３０，６０…光半導体装置、２…透明ガラス基板、２Ａ…表面、２Ｂ…裏面、２Ｃ…スルーホール、３…表側メタルパターン、４，４Ａ〜４Ｄ…光検出素子、５，５Ａ〜５Ｄ…接続部、６，１８，３５，４３，５３…バンプ、７…裏側メタルパターン、８，８Ａ〜８Ｄ…リング状部、９，９Ａ〜９Ｄ…レンズ、１０…光半導体装置、１１…光半導体装置本体、１２，３１…光導波路基板、１３…アライメントマーク、１４…光導波路基板実装用パターン、１５…基板本体、１６，３２，３２Ａ〜３２Ｄ…光導波路、１７…装置本体実装用パターン、１９…サイドメタルパターン、２０…樹脂モールド、３３，４２，５２…光検出装置、３４…発光装置、４０，５０…モジュール、４１，５１…モジュール本体、４４，５５…光ファイバ部材、５４…接続孔、５６…接続部、６１…回路素子、Ｌ…光。

Claims (7)

1. 表裏関係にある第一面および第二面を備える透明基板と、
   前記透明基板の第一面に搭載された光半導体素子と、
   前記透明基板の第一面における所定の位置に前記光半導体素子を位置決めして前記光半導体素子を前記透明基板に電気的に接続する光半導体素子接続部と、
   前記透明基板における第二面に搭載されたレンズと、
   前記レンズを前記透明基板の第二面に位置決めするレンズ位置決め部と、
   を備え、
   前記レンズ位置決め部は、前記レンズと、前記光半導体素子との光軸が一致する位置に配置されていることを特徴とする光半導体装置。
2. 前記レンズ位置決め部がメタルパターンで形成されている請求項１に記載の光半導体装置。
3. 前記レンズ位置決め部が、前記透明基板の第二面に形成された凹部である請求項１に記載の光半導体装置。
4. 前記透明基板の第一面と第二面とを電気的に接続する電気的接続部材を備える請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載に光半導体装置。
5. 前記透明基板の前記第二面に対向して配置され、前記透明基板の第二面に形成されたレンズに対応する位置に、光導波路が形成された基板が設けられている請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の光半導体装置。
6. 前記透明基板に、機能素子が搭載されている請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の光半導体装置。
7. 前記透明基板に、複数の光半導体素子が設けられている請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の光半導体装置。

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