JP2008098332A - 面型光素子及び光モジュール及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】超高速用に適用可能であり、薄型で安価な面型光素子及び光モジュール及びそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】基板2の表面に面状のPD素子部3を形成し、基板2の表面に対して垂直方向に複数のホール4を形成し、複数のホール4を覆うように金属を堆積して、複数のホール電極5を形成し、基板の表面に、PD素子部3と複数のホール電極5を電気的に接続する複数の電気配線6を形成し、基板2と共に複数のホール電極5を、基板2の表面に対して垂直方向に分断して、複数のホール電極5を基板2の分断された側面に露出させた面型光素子。
【選択図】図1
【解決手段】基板2の表面に面状のPD素子部3を形成し、基板2の表面に対して垂直方向に複数のホール4を形成し、複数のホール4を覆うように金属を堆積して、複数のホール電極5を形成し、基板の表面に、PD素子部3と複数のホール電極5を電気的に接続する複数の電気配線6を形成し、基板2と共に複数のホール電極5を、基板2の表面に対して垂直方向に分断して、複数のホール電極5を基板2の分断された側面に露出させた面型光素子。
【選択図】図1
Description
本発明は、光通信や計測に用いられる面型のレーザダイオード、面型のフォトダイオード等の面型光素子及び光モジュール及びそれらの製造方法に関する。
近年、10Gb/sを超える超高速の光伝送方式が広く使われる様になり、それに使われる光送受信用部品も、より一層の小形化、低コスト化が要求されるようになってきた。部品の形態も、これまでの金属製のパッケージを用いたバタフライ型から同軸型へ移行してきたが、さらなる小形化(ボード実装では特に薄形化が要求される)、低コスト化を実現するためには、電気IC等で使われているサーディップ(Cerdip:Ceramics Dual Inline Package)の様なセラミックパッケージの適用が考えられる。
光素子には大きく分けて、素子の基板に対して垂直に光を入出力する面型素子と、基板に対して平行に光を入出力する端面型素子とがある。従来、光通信用のデバイスでは、レーザダイオード(LD)が端面型、フォトダイオード(PD)が面型の構造が採用されることが多いが、それぞれの構造にメリット/デメリットがあり、用途によって面型レーザ(例えば、高速信号処理用の面発光レーザダイオード(VCSEL : Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser))や端面型のPDが使われることもある。
Y. Oikawa et al., "Packaging Technology for a 10-Gb/s Photoreceiver Module", Journal of Lightwave Technology, 1994, vol.12, No.2, pp.343-351
図4は、従来の面型光素子を用いた光モジュールを示す図であり、図4(a)は、その物理的構造を、図4(b)は電気的構成を示すものである(非特許文献1)。
図4(a)に示す光モジュールは、面型光素子41の実装方法として、高速な電気信号をやりとりするため、平板状のパッケージ42上のプリアンプIC43に形成した高周波配線上に、面型光素子41をバンプ44により直接搭載している。又、面型光素子41とプリアンプIC43は、図4(b)に示すような電気的接続が行われており、受光した光を面型光素子41が電気信号に光電変換し、光電変換された電気信号をプリアンプIC43が増幅している。
従来の光モジュールでは、パッケージ42の内面に平行に搭載した面型光素子41に光信号を入射するため、フェルールやホルダに支持されたファイバ45の端を斜めに研磨して、そこをミラー面として光を屈曲させている。この斜めミラー面は光信号が全反射するように角度を設定してある。更に、結合効率を重視する場合には、ファイバ出射面での反射損失を避けるため、ファイバ先端部の光が出射する側面部に無反射コート(ARC)を施している。このようなファイバ45では、コア(直径約10μm)から面型光素子41まで、最低でもファイバ45の半径以上の光路長が必要になるため、面型光素子41の受光面においては、おおよそ20μm以上にビームが広がってしまう。
信号速度が低速であれば、受光系が大きいPD素子を使えるので、レンズなしでも十分な光学結合が得られるが、10GHzを超える様な超高速デバイスでは、素子容量の関係で受光系を小さくせざるを得ないので、広がった光を集光するためのレンズが必要となる。しかし、ファイバ45と面型光素子41間に独立したレンズを挿入すると、その分モジュールの厚さが増加してしまう。非特許文献1では、それを回避するためフォトプロセスで面型光素子41の裏面にレンズ46を直接形成している。
ただし、このような面型光素子41を作製するためには、通常のPD作製プロセスの他、裏面にレンズ46を形成するための特殊な装置と追加のプロセスが必要であり、素子コストが上昇する問題があった。更に、ファイバ45の先端斜め加工も作製に手間がかかるので、部材のコストアップの要因となる他、モジュール化した後もファイバ45が引っ張られると面型光素子41に対し光軸垂直方向の軸ずれを生じやすく、この方向は光軸平行方向よりトレランスが厳しいため、結合劣化が大きくなる傾向もあった。
この他の例として、面型光素子を直立させる構造を用い、面型光素子を一旦セラミックのサブマウントに搭載してから、当該サブマウントをパッケージ上に直立させて搭載する構成も広く用いられている。しかしながら、この様なサブマウントでは、配線から側壁へ曲げて出す部位において、高周波対応の電気配線を実現することは困難であり、用途は低速のパワーモニタ等に限られていた。
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、超高速用に適用可能であり、薄型で安価な面型光素子及び光モジュール及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する第1の発明に係る光学素子は、
基板の表面に面状に形成された光素子部と、
前記基板の表面に対して垂直方向に形成された複数の孔に、該複数の孔を覆うように金属が堆積された複数の電極部と、
前記基板の表面に形成され、前記光素子部と前記複数の電極部を電気的に接続する複数の第1配線とを有し、
素子分離の際、前記基板と共に前記複数の電極部を前記基板の表面に対して垂直方向に分断して、前記複数の電極部を前記基板の分断された側面に露出させたことを特徴とする。
基板の表面に面状に形成された光素子部と、
前記基板の表面に対して垂直方向に形成された複数の孔に、該複数の孔を覆うように金属が堆積された複数の電極部と、
前記基板の表面に形成され、前記光素子部と前記複数の電極部を電気的に接続する複数の第1配線とを有し、
素子分離の際、前記基板と共に前記複数の電極部を前記基板の表面に対して垂直方向に分断して、前記複数の電極部を前記基板の分断された側面に露出させたことを特徴とする。
上記課題を解決する第2の発明に係る光モジュールは、
上記第1の発明に記載の面型光素子と
内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板と、
前記面型光素子の前記複数の電極部に対応して設けられ、支持部材を介して前記筐体基板に支持された複数の第2配線と、
前記筐体基板と平行に配置された光ファイバとを備え、
前記面型光素子は、前記光素子部の素子面が、前記筐体基板に対して略垂直に配置されて、前記光ファイバと光学結合され、分断された前記複数の電極部が、前記筐体基板側とは反対側に配置されて、前記複数の第2配線と電気的に接続され、分断された前記複数の電極部を有する側面とは反対側の側面が、前記筐体基板側に配置されると共に前記筐体基板と接合されて、前記筐体基板上に搭載されたことを特徴とする。
上記第1の発明に記載の面型光素子と
内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板と、
前記面型光素子の前記複数の電極部に対応して設けられ、支持部材を介して前記筐体基板に支持された複数の第2配線と、
前記筐体基板と平行に配置された光ファイバとを備え、
前記面型光素子は、前記光素子部の素子面が、前記筐体基板に対して略垂直に配置されて、前記光ファイバと光学結合され、分断された前記複数の電極部が、前記筐体基板側とは反対側に配置されて、前記複数の第2配線と電気的に接続され、分断された前記複数の電極部を有する側面とは反対側の側面が、前記筐体基板側に配置されると共に前記筐体基板と接合されて、前記筐体基板上に搭載されたことを特徴とする。
上記課題を解決する第3の発明に係る光モジュールは、
上記第1の発明に記載の面型光素子と
内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板と、
前記面型光素子の前記複数の電極部に対応して、前記筐体基板上に形成された複数の第2配線と、
前記筐体基板と平行に配置された光ファイバとを備え、
前記面型光素子は、前記光素子部の素子面が、前記筐体基板に対して略垂直に配置されて、前記光ファイバと光学結合され、分断された前記複数の電極部が、前記筐体基板側に配置されると共に前記複数の第2配線と接合されて、前記複数の第2配線と電気的に接続されると共に前記筐体基板上に搭載されたことを特徴とする。
上記第1の発明に記載の面型光素子と
内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板と、
前記面型光素子の前記複数の電極部に対応して、前記筐体基板上に形成された複数の第2配線と、
前記筐体基板と平行に配置された光ファイバとを備え、
前記面型光素子は、前記光素子部の素子面が、前記筐体基板に対して略垂直に配置されて、前記光ファイバと光学結合され、分断された前記複数の電極部が、前記筐体基板側に配置されると共に前記複数の第2配線と接合されて、前記複数の第2配線と電気的に接続されると共に前記筐体基板上に搭載されたことを特徴とする。
上記課題を解決する第4の発明に係る面型光素子の製造方法は、
基板の表面に面状の光素子部を形成し、
前記基板の表面に対して垂直方向に複数の孔を形成し、
前記複数の孔を覆うように金属を堆積して、複数の電極部を形成し、
前記基板の表面に、前記光素子部と前記複数の電極部を電気的に接続する複数の第1配線を形成し、
素子分離の際、前記基板と共に前記複数の電極部を、前記基板の表面に対して垂直方向に分断して、前記複数の電極部を前記基板の分断された側面に露出させることを特徴とする。
基板の表面に面状の光素子部を形成し、
前記基板の表面に対して垂直方向に複数の孔を形成し、
前記複数の孔を覆うように金属を堆積して、複数の電極部を形成し、
前記基板の表面に、前記光素子部と前記複数の電極部を電気的に接続する複数の第1配線を形成し、
素子分離の際、前記基板と共に前記複数の電極部を、前記基板の表面に対して垂直方向に分断して、前記複数の電極部を前記基板の分断された側面に露出させることを特徴とする。
上記課題を解決する第5の発明に係る光モジュールの製造方法は、
上記第1の発明に記載の面型光素子の前記複数の電極部に対応して、複数の第2配線を設けると共に、該複数の第2配線を、支持部材を介して、内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板に支持させ、
前記筐体基板と平行に光ファイバを配置し、
前記光素子部の素子面を、前記筐体基板に対して略垂直に配置して、前記光ファイバと光学結合させ、分断された前記複数の電極部を、前記筐体基板側とは反対側に配置して、前記複数の第2配線と電気的に接続させ、分断された前記複数の電極部を有する側面とは反対側の側面を、前記筐体基板側に配置すると共に前記筐体基板と接合させて、前記面型光素子を前記筐体基板上に搭載させることを特徴とする。
上記第1の発明に記載の面型光素子の前記複数の電極部に対応して、複数の第2配線を設けると共に、該複数の第2配線を、支持部材を介して、内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板に支持させ、
前記筐体基板と平行に光ファイバを配置し、
前記光素子部の素子面を、前記筐体基板に対して略垂直に配置して、前記光ファイバと光学結合させ、分断された前記複数の電極部を、前記筐体基板側とは反対側に配置して、前記複数の第2配線と電気的に接続させ、分断された前記複数の電極部を有する側面とは反対側の側面を、前記筐体基板側に配置すると共に前記筐体基板と接合させて、前記面型光素子を前記筐体基板上に搭載させることを特徴とする。
上記課題を解決する第6の発明に係る光モジュールの製造方法は、
上記第1の発明に記載の面型光素子の前記複数の電極部に対応して、内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板上に複数の第2配線形成し、
前記筐体基板と平行に光ファイバを配置し、
前記光素子部の素子面を前記筐体基板に対して略垂直に配置して、前記光ファイバと光学結合させ、分断された前記複数の電極部を前記筐体基板側に配置すると共に前記複数の第2配線と接合させて、前記複数の第2配線と電気的に接続すると共に前記面型光素子を前記筐体基板上に搭載することを特徴とする。
上記第1の発明に記載の面型光素子の前記複数の電極部に対応して、内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板上に複数の第2配線形成し、
前記筐体基板と平行に光ファイバを配置し、
前記光素子部の素子面を前記筐体基板に対して略垂直に配置して、前記光ファイバと光学結合させ、分断された前記複数の電極部を前記筐体基板側に配置すると共に前記複数の第2配線と接合させて、前記複数の第2配線と電気的に接続すると共に前記面型光素子を前記筐体基板上に搭載することを特徴とする。
本発明によれば、面型光素子の基板側面に電極部を形成するので、面型光素子とその外部配線との電気的接続を容易とすると共に、面型光素子を搭載する際、光の入出力に対する光学結合も容易とすることができ、面型光素子の実装性の向上や低コスト化を図ることができる。この結果、超高速の光素子にも適用することができる。
本発明によれば、基板側面に電極部が形成された面型光素子を用いて、光モジュールを構成するので、薄型のパッケージを使って作製することができ、光モジュールの小型化を図ることができる。又、このような構造により、光モジュールの低コスト化や実装性の向上を図ることができ、超高速の面型光素子を実装することで、薄型の超高速光モジュールを低コストで作製することができる。
以下、本発明に係る面型光素子及びそれを用いた光モジュールの実施形態のいくつかを図1〜図3に示すと共に、それらの製造方法を説明する。
図1は、本発明に係る面型光素子の実施形態の一例を示す図であり、図1(a)は、その上面図、図1(b)は、その断面図である。
図1(a)、(b)に示すように、本実施例の面型光素子1は、絶縁性の基板2の表面に面状に形成されたPD素子部(光素子部)3と、基板2の表面に対して垂直方向に形成された複数のホール(孔)4と、複数のホール4を覆うように金属が堆積された複数のホール電極(電極部)5と、基板2の表面に形成され、PD素子部3と複数のホール電極5を電気的に接続する複数の電気配線(第1配線)6とを有するものである。そして、素子分離の際、複数のホール電極5は基板2と共に、ダイシング部分7において、基板2の表面に対して垂直方向に分断されて、複数のホール電極5が基板2の分断された側面に露出された構造となっている。
なお、面状(面型)のPD素子部3としては、例えば、pin型PD、APD(アバランシェPD)等を適用可能である。又、基板2としては、半導体の基板を用いることもできるが、その場合には、半導体の基板とPD素子部3とが電気的に絶縁されるように、PD素子部3を形成する。
ここで、上記構造の面型光素子1の製造方法を説明する。
最初に、面型のPD素子部3を基板2の表面上に形成する。例えば、基板2のp型領域に真性層(i層)を挟んでn型領域を形成して、面型のpin型PDを形成する工程を用いればよい。このように、面型のPD素子部3は、周知の形成工程を用いることができる。
最初に、面型のPD素子部3を基板2の表面上に形成する。例えば、基板2のp型領域に真性層(i層)を挟んでn型領域を形成して、面型のpin型PDを形成する工程を用いればよい。このように、面型のPD素子部3は、周知の形成工程を用いることができる。
次に、基板2の表面に対して垂直な方向の複数のホール4を、基板2に形成する。図1においては、一例として、3つのホール4をスルーホール形成技術等により形成している。
次に、基板2に形成した複数のホール4に対し、複数のホール4を覆うように、金等の金属を堆積して、複数のホール電極5を形成し、更に、形成した複数のホール電極5とPD素子部3とを電気的に接続する金属製の複数の電気配線6を、基板2の表面に形成する。この際、ホール電極5や電気配線6の金属は、蒸着法やメッキ法等により形成される。例えば、ホール電極5は、ホール4内部に蒸着で薄く金を付けた後、厚めに金メッキを施すことにより形成される。このような構造により、後述するダイシング後に、ダイシングされたホール電極5の分断面に、金リボンのボンディングやバンプ接続が可能となる。
最後に、素子分離の際、基板2と共に複数のホール電極5を、ダイシング部分7において、基板2の表面に対して垂直方向にダイシングにより分断して、複数のホール電極5の分断面を基板2の分断された側面に露出させている。
PD素子部3の形成後、従来は、基板2の裏面を研磨して薄くし、劈開することにより、隣り合うPD素子部3同士を分離していた。しかしながら、上述したように、本発明では、電気配線6の出力端側にホール電極5を形成し、ホール電極5を2分する様にダイシングすると共に基板2もダイシングしており、このことにより、ダイシングされた基板1の側壁にホール電極5を露出させると共に、隣り合うPD素子部3同士を分離している。この際、基板2は、従来より厚い状態で、即ち、研磨しない状態で、ダイシングにより隣り合うPD素子部3同士を分離しているので、研磨工程を省略することができる。
又、ホール電極5は、従来のスルーホール形成技術を用いて形成されるが、従来の製造方法では、基板を研磨して薄くし、薄くした基板の上下面を貫通するようにスルーホールを形成するのに対して、本実施例では、基板2を厚い状態(研磨しない状態)のままで、直径50〜100μm程度、深さ100〜200μm程度のホール4を形成すれば十分であり、貫通させる必要はない。そのため、ホール4の形成工程に関しても、研磨工程を省略することができる。
本実施例の面型光素子1は、上記構造を有しているので、面型光素子の低コスト化や実装性の向上を図ることができ、又、実施例2等で説明するように、光ファイバとの光学結合を容易とすると共に、外部配線との電気接続も容易とすることができる。
なお、小口径のPD素子部3では、電極の構成上、光信号を裏面から入力する方が有利な点が多いため、本実施例においても、裏面入射型のPD素子構造を採り、裏面にARコートを施してから素子分離している。条件によっては、上面入射型のPD素子構造を採用しても良い。
又、本実施例では、光素子部の一例として、面型のPD素子を適用しているが、面型レーザ、例えば、高速信号処理用の面発光レーザダイオード(VCSEL)等を適用することも可能である。
図2は、本発明に係る光モジュールの実施形態の一例を示す構成図である。
図2に示すように、本実施例の光モジュールは、実施例1(図1)で示した面型光素子1を内部に搭載したものである。具体的には、内部を密閉する光モジュールの筐体の一部を構成する平板状のパッケージ(筐体基板)11と、サブマウント12を介して、パッケージ11上に搭載された面型光素子1と、同じく、サブマウント12を介して、パッケージ11上に搭載された電気IC13と、支持部材14を介してパッケージ11に支持され、面型光素子1の複数のホール電極5に対応して設けられると共に光モジュールの内部から外部へ導出された複数の高周波配線(第2配線)15と、面型光素子1と電気IC13の間及び電気IC13と高周波配線15との間を電気的に接続する複数の金リボン(第2配線)16と、フェルール17、フェルールホルダ18により、パッケージ11に平行に配置されると共に光モジュールの筐体に固定された光ファイバ19と、パッケージ11上に搭載され、面型光素子1と光ファイバ19とを光学結合させる非球面レンズ20と、光モジュールの筐体の一部を構成すると共に面型光素子1、電気IC13等を内部に封止する蓋21とを有している。なお、本実施例の場合、電気IC13としては、PD素子部3を有する面型光素子1からの電気信号を増幅するプリアンプICが用いられる。
面型光素子1は、サブマウント12に対して、即ち、パッケージ11に対して、PD素子部3の素子面が略垂直になるように搭載されると共に、面型光素子1の基板2の裏面側が、非球面レンズ20に対面して配置されている。従って、光ファイバ19からの光は、非球面レンズ20で集光され、基板2を裏面側から透過し、PD素子部3に入射されて、光学結合することになる。このように、本実施例の光モジュールは、面型光素子1、非球面レンズ20を、パッケージ11上に並列して配置することができるため、その実装性が向上されると共に、光モジュールの筐体の薄型化、小型化が可能となる。
又、面型光素子1を搭載する際、面型光素子1のホール電極5を上方(パッケージ11側とは反対側の方)に配置しているので、サブマウント12上に隣り合って搭載された電気IC13とは、金リボン16で容易に接続することができる。又、電気IC13と光モジュールの内部から外部へ導出された高周波配線15との間も、金リボン16で容易に接続することができる。そして、面型光素子1のホール電極5を有する側面とは反対側の側面がパッケージ11側に配置されると共に、サブマウント12を介して、パッケージ11側と接合されて、面型光素子1がパッケージ11上に搭載されることになる。なお、サブマウント12は必ずしも必要なものではなく、電気IC13と共に面型光素子1を直接パッケージ11に接合するようにしてもよい。
ここで、上記構造の光モジュールの製造方法(組み立て手順)を説明する。
最初に、実施例1の面型光素子1と電気IC13を、サブマウント12上にボンディングし、固定する。その際、面型光素子1は、PD素子部3の受光面がサブマウント12(パッケージ11)に対して略垂直になるように、かつ、ホール電極5が上方に配置されるように搭載され、更に、面型光素子1の基板2の裏面側が、非球面レンズ19に対面するように配置される。
次に、サブマウント12を、光モジュール内部で高周波配線15と正対する様に位置合せし、パッケージ11に固定してから、面型光素子1と電気IC13の間及び電気IC13と高周波配線15との間を、金リボン16で配線する。
次に、光学結合用の非球面レンズ20を、パッケージ11上の所定の位置に固定し、その後、蓋21をパッケージ11側に固定して、気密封止する。
最後に、光ファイバ19を固定したフェルール17を調芯して、フェルールホルダ18を介して、パッケージ11側にYAGレーザで溶接固定して、光モジュールを完成させる。
上記構造では、面型光素子1は、200〜300μm厚で高さ600μm程度、非球面レンズ20は、1mm角のもの、フェルール17は、外径φ0.8mmのもの、パッケージ11は、セラミック製で溶接固定部のみ金属でろう付けしたものを用いているため、厚さが約2mmという超薄形の光モジュールを実現できた。
このように、本実施例の光モジュールは、上述した構造により、面型光素子を搭載するので、光モジュールとして、薄型化、小型化が可能となり、又、実装性の向上や低コスト化を図ることもできる。又、面型光素子1として、超高速の光素子を実装することが可能であるため、薄型の超高速光モジュールを低コストで作製することができる。
なお、本実施例では、PD素子部3を有する面型光素子1を用いて受光用の光モジュールを構成したが、PD素子部3を有する面型光素子1に換えて、面型レーザ素子部(例えば、VCSEL)を有する面型光素子を用いて、発光用の光モジュールを作製することも当然可能である。
又、受光用の光モジュールの場合、電気IC13を面型光素子1の直近に配置し、面型光素子1のホール電極5を直接金ワイヤ又は金リボンで接続することにより、面型光素子1及び電気IC13を集積化して、光電気集積化モジュールとすることも多い。この場合、本実施例の応用例として、電気IC13側にもホール形電極を形成し、面型光素子1と電気IC13とが互いに略垂直となるように配置すると共に、面型光素子1のホール電極5と電気IC13のホール形電極とを相互に接続して、光電気集積化モジュールを構成するようにしてもよい。
図3は、本発明に係る光モジュールの実施形態の他の一例を示す構成図である。
なお、実施例2(図2)に示す光モジュールは、面型光素子と光ファイバとを、非球面レンズを介して、光学結合した構成であったが、本実施例の光モジュールは、面型光素子と光ファイバとを、直接光学結合した構成である。
なお、実施例2(図2)に示す光モジュールは、面型光素子と光ファイバとを、非球面レンズを介して、光学結合した構成であったが、本実施例の光モジュールは、面型光素子と光ファイバとを、直接光学結合した構成である。
図3に示すように、本実施例の光モジュールも、実施例1(図1)で示した面型光素子1を内部に搭載したものである。具体的には、内部を密閉する光モジュールの筐体の一部を構成する平板状のパッケージ(筐体基板)21と、面型光素子1の複数のホール電極5に対応して、パッケージ21上に形成された高周波配線(第2配線)22と、高周波配線22にバンプ23を用いて接続された面型光素子1と、面型光素子1の複数のホール電極5に対応して、パッケージ21上に形成されると共に光モジュールの内部から外部へ導出された高周波配線(第2配線)24と、高周波配線22及び高周波配線24にバンプ23を用いて接続された電気IC25と、固定パイプ26により、パッケージ21に平行に配置されて、光モジュールの筐体に固定された光ファイバ27と、光モジュールの筐体の一部を構成すると共に面型光素子1、電気IC25等を内部に封止するパッケージ29、蓋30とを有している。
面型光素子1は、パッケージ21に対して、PD素子部3の受光面が略垂直になるように搭載されると共に、面型光素子1の基板2の裏面側が、斜め研磨された光ファイバ27に対面して配置されている。従って、光ファイバ27からの光は、基板2を裏面側から透過し、PD素子部3に入射されて、光学結合することになる。このように、本実施例の光モジュールは、レンズ等の光学系が不要であるため、その実装性が向上されると共に、光モジュールの筐体の更なる薄型化、小型化が可能となる。
又、面型光素子1を搭載する際、面型光素子1のホール電極5を下方(パッケージ21側の方)に配置しているので、パッケージ21上に形成された高周波配線22に、バンプ23を用いて、容易に接続することができる。又、電気IC25も、パッケージ21上に形成された高周波配線22及び高周波配線24に、バンプ23を用いて、容易に接続することができる。つまり、面型光素子1、電気IC25を、バンプ23を用いて、パッケージ21上の高周波配線22、24に接続することにより、面型光素子1、電気IC25を、パッケージ21上に直接搭載すると共に、面型光素子1と電気IC25の間及び電気IC25と外部への接続配線となる高周波配線24との間を電気的に接続することができる。なお、本実施例の場合も、電気IC25としては、PD素子部3を有する面型光素子1からの電気信号を増幅するプリアンプICが用いられる。
ここで、上記構造の光モジュールの製造方法(組み立て手順)を説明する。
最初に、面型光素子1と電気IC25を、バンプ23により高周波配線22、24に接続して、面型光素子1と電気IC25をパッケージ21上に固定する。
光ファイバ27の端面を斜めに研磨してARCを施し、かつ、側面をメタライズしておく(メタライズ部28)。そして、その光ファイバ27を、パッケージ21の光ファイバ固定用のパイプ26に通し、面型光素子1に対して位置合せした後、メタライズ部28をハンダで固定する。
最後に、パッケージ29、蓋30をパッケージ21に接着固定して、気密封止する。
上記構成を有する本実施例の光モジュールは、レンズ等の光学系を使用しないので、実施例2(図2)に示した光モジュールより更に薄く、厚さ約1mmの光モジュールが実現できた。又、パッケージもセラミックの積層パッケージやプラスチックパッケージが使えるので、量産時には大幅なコストダウンが図ることができる。
なお、本実施例の光モジュールにおいては、面型光素子として、複数のPD素子が横につながった形態のPD素子バーと、その素子ピッチに合わせて、予め光ファイバをガラスブロック内に整列固定した光ファイバアレイを用いることにより、多チャンネルPDアレイモジュールヘも容易に適用可能である。
本発明は、面型の光素子に好適なものであり、例えば、高速信号処理用の面発光レーザダイオード(VCSEL)や面型のフォトダイオードに適用可能である。
1 面型光素子
2 基板
3 PD素子部
4 ホール
5 ホール電極
6 電気配線
7 ダイシング部分
2 基板
3 PD素子部
4 ホール
5 ホール電極
6 電気配線
7 ダイシング部分
Claims (6)
- 基板の表面に面状に形成された光素子部と、
前記基板の表面に対して垂直方向に形成された複数の孔に、該複数の孔を覆うように金属が堆積された複数の電極部と、
前記基板の表面に形成され、前記光素子部と前記複数の電極部を電気的に接続する複数の第1配線とを有し、
素子分離の際、前記基板と共に前記複数の電極部を前記基板の表面に対して垂直方向に分断して、前記複数の電極部を前記基板の分断された側面に露出させたことを特徴とする面型光素子。 - 請求項1に記載の面型光素子と、
内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板と、
前記面型光素子の前記複数の電極部に対応して設けられ、支持部材を介して前記筐体基板に支持された複数の第2配線と、
前記筐体基板と平行に配置された光ファイバとを備え、
前記面型光素子は、前記光素子部の素子面が、前記筐体基板に対して略垂直に配置されて、前記光ファイバと光学結合され、分断された前記複数の電極部が、前記筐体基板側とは反対側に配置されて、前記複数の第2配線と電気的に接続され、分断された前記複数の電極部を有する側面とは反対側の側面が、前記筐体基板側に配置されると共に前記筐体基板と接合されて、前記筐体基板上に搭載されたことを特徴とする光モジュール。 - 請求項1に記載の面型光素子と、
内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板と、
前記面型光素子の前記複数の電極部に対応して、前記筐体基板上に形成された複数の第2配線と、
前記筐体基板と平行に配置された光ファイバとを備え、
前記面型光素子は、前記光素子部の素子面が、前記筐体基板に対して略垂直に配置されて、前記光ファイバと光学結合され、分断された前記複数の電極部が、前記筐体基板側に配置されると共に前記複数の第2配線と接合されて、前記複数の第2配線と電気的に接続されると共に前記筐体基板上に搭載されたことを特徴とする光モジュール。 - 基板の表面に面状の光素子部を形成し、
前記基板の表面に対して垂直方向に複数の孔を形成し、
前記複数の孔を覆うように金属を堆積して、複数の電極部を形成し、
前記基板の表面に、前記光素子部と前記複数の電極部を電気的に接続する複数の第1配線を形成し、
素子分離の際、前記基板と共に前記複数の電極部を、前記基板の表面に対して垂直方向に分断して、前記複数の電極部を前記基板の分断された側面に露出させることを特徴とする面型光素子の製造方法。 - 請求項1に記載の面型光素子の前記複数の電極部に対応して、複数の第2配線を設けると共に、該複数の第2配線を、支持部材を介して、内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板に支持させ、
前記筐体基板と平行に光ファイバを配置し、
前記光素子部の素子面を、前記筐体基板に対して略垂直に配置して、前記光ファイバと光学結合させ、分断された前記複数の電極部を、前記筐体基板側とは反対側に配置して、前記複数の第2配線と電気的に接続させ、分断された前記複数の電極部を有する側面とは反対側の側面を、前記筐体基板側に配置すると共に前記筐体基板と接合させて、前記面型光素子を前記筐体基板上に搭載させることを特徴とする光モジュールの製造方法。 - 請求項1に記載の面型光素子の前記複数の電極部に対応して、内部を密閉する筐体の一部を構成する平板状の筐体基板上に複数の第2配線形成し、
前記筐体基板と平行に光ファイバを配置し、
前記光素子部の素子面を前記筐体基板に対して略垂直に配置して、前記光ファイバと光学結合させ、分断された前記複数の電極部を前記筐体基板側に配置すると共に前記複数の第2配線と接合させて、前記複数の第2配線と電気的に接続すると共に前記面型光素子を前記筐体基板上に搭載することを特徴とする光モジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006277176A JP2008098332A (ja) | 2006-10-11 | 2006-10-11 | 面型光素子及び光モジュール及びそれらの製造方法 |
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JP2006277176A Withdrawn JP2008098332A (ja) | 2006-10-11 | 2006-10-11 | 面型光素子及び光モジュール及びそれらの製造方法 |
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2006
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