JP2010060950A - Wdmフィルタを実装した光モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
波長が互いに異なる3種類以上の光信号の送受信を行える光通信用モジュールに好適なフィルタ素子に、煩雑な実装工程なしで量産可能な新規な構造を与える。
【解決手段】
本発明によるフィルタ素子は、互いに平行な一対の平行な表面を有し且つ当該表面の一方にバンドパスフィルタが設けられた第一のガラス基板と、凹部が形成された主面を有し且つ凹部には当該主面に対して傾斜した傾斜面が当該凹部の開口の半分以上を占める広さで形成された一対の単結晶基板(Siウェハ)と、光素子を有する第二のガラス基板とを備え、上記一対の単結晶基板の上記主面は上記ガラス基板の一対の表面に夫々接合され、上記ガラス基板の一方の主面に接合される単結晶基板に形成された上記凹部は、その開口で上記バンドパスフィルタを囲み且つその傾斜面を当該バンドパスフィルタに対向させるように構成されることで、ウェハレベルのプロセスにより確実且つ安価に量産される。
【選択図】図1
Description
前記一対の単結晶基板(2,3)の各々に形成された前記凹部(20,30)は該単結晶基板(2,3)の前記主面に対して傾斜した傾斜面(21,31)を有し、
前記単結晶基板の一方(3)は前記凹部(30)の開口で前記光学フィルタ(4,6)を囲み且つ該光学フィルタ(4,6)が該凹部(30)の前記傾斜面(31)と対向するように間隙を介して前記ガラス基板(1)の前記第1主面に接合され、
前記単結晶基板の他方(2)は前記凹部(20)の前記傾斜面(21)に前記光学フィルタ(4,6)が前記ガラス基板(1)を介して対向するように該ガラス基板(1)の前記第2主面に接合されている。
該全反射膜(5)又は該別の光学フィルタ(12)は、
該ガラス基板(1)を介してその前記第1主面に接合された前記一方の単結晶基板(3)の前記傾斜面(31)に対向し、且つ
該ガラス基板(1)の該第2主面の該傾斜面(31)の前記一辺(31a)に対向する領域から該傾斜面(31)の前記延在方向へ隔てられて配置されている。
該光学フィルタ(4,6)の一端は、該ガラス基板(1)の前記第2主面に設けられた前記全反射膜(5)又は前記別の光学フィルタ(12)よりも該傾斜面(31)の該一辺(31a)側に突き出されている。
前記複数の光素子(9-11)は、前記一方の単結晶基板(3)の前記傾斜面(31)の前記ガラス基板(1)に最も近い一辺(31a)から最も遠い他辺(31b)に向けて延在する方向に沿って並べられている。
前記光素子(9-11)は、前記実装基板(16)の前記実装面において該光学フィルタの該領域(4,6)に対して位置合わせされて配置されている。
該スペーサ(14)と前記一方の単結晶基板(3)の前記別の主面とを接合することにより、前記複数の光素子(9-11)の各々は該一方の単結晶基板(3)の該別主面に間隙を介して対向しながら固定される。
前記ウェハの各々の前記主面の一方をウェットエッチングして、該一方の主面内に前記第1結晶面(21,31)を夫々含む複数のエッチピット(20,30)を形成する第2工程、
第1主面とこれに対向する第2主面とを有するガラス基板(1)を用意し、該第1主面に複数の光学フィルタ(4,6)を前記一対の単結晶ウェハの前記一方の主面に形成された前記複数のエッチピット(30)の夫々に対応して離散的に形成する第3工程、
前記ガラス基板(1)の前記第1主面に前記一対の単結晶材料ウェハの一方を、該ガラス基板(1)の前記第2主面に前記単結晶材料ウェハの他方を夫々向き合わせ、該第1主面に形成された前記複数の光学フィルタ(4,6)が該一方の単結晶材料ウェハの前記一方の主面に形成された前記複数のエッチピット(30)の内部に夫々収められ、且つ該他方の単結晶材料ウェハの前記一方の主面に形成された前記複数のエッチピット(20)の開口と該一方の単結晶材料ウェハの該主面に形成された該複数のエッチピット(30)の開口とが該ガラス基板(1)を介して少なくとも部分的に重なるように該一対の単結晶材料ウェハと該ガラス基板(1)との位置を合わせて、ガラス基板(1)の該第1主面に該一方の単結晶材料ウェハの該主面を、その該第2主面に該他方の単結晶材料ウェハの該主面を夫々接合する第4工程、少なくとも2つの光素子(9-11)を各々含む複数のユニットが前記一方の単結晶ウェハの主面に形成された前記複数のエッチピット(30)の夫々に対応して離散的に配置され且つ該複数のユニットを互いに隔てるスペーサ(14)が設けられた実装面を有する基材(16)を用意し、該一方の単結晶ウェハの該主面と対向する他の主面に該基材(16)の実装面を向き合わせ、前記ガラス基板(1)の前記第1主面に形成された前記複数の光学フィルタ(4,6)と該複数のユニットとの位置を合わせて、 該一方の単結晶ウェハの該他の主面と該スペーサとを接合する第5工程、及び
前記スペーサ(14)とともに前記一対の単結晶材料ウェハと前記ガラス基板(1)とを切断して、前記複数の光学フィルタ(4,6)の各々とこれに対応する前記複数のユニットの一つとを備える複数の光モジュールに個片化する第6工程。
Claims (13)
- 第一の主面に、当該第一の主面に対して傾斜する第一の傾斜面を有する第一の凹部が形成された第一の単結晶基板と、
前記第一の単結晶基板と対向する第二の主面に、当該第二の主面に対して傾斜する第二の傾斜面を有する第二の凹部が形成された第二の単結晶基板と、
前記第一の単結晶基板の第一の主面と前記第二の単結晶基板の第二の主面との間に設けられ、両主面を各々前記第一の単結晶基板の第一の主面と前記第二の単結晶基板の第二の主面とに接合され、前記第一の傾斜面と前記第二の傾斜面との間にある主面に光学フィルタを有する第一の基板と、
前記第二の単結晶基板の前記第二の主面とは反対の主面に接合され、その表面に光素子を有する第二の基板とを有することを特徴とする光モジュール。 - 前記第一の単結晶基板及び第二の単結晶基板の各々は、単結晶シリコン基板であることを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。
- 前記単結晶基板の各々に形成された前記第一及び第二の傾斜面は、前記単結晶シリコン基板の(111)結晶面であることを特徴とする請求項2に記載の光モジュール。
- 前記第一及び第二の基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。
- 前記第一の基板及び前記第二の基板と、前記第一の単結晶基板、前記第二の単結晶基板とが陽極接合、接着剤、はんだ接合のいずれかの方法により接合されていることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。
- 前記第二の基板と前記光素子の間に、光を透過し、その屈折率が空気の屈折率よりも大きい透明樹脂を備えたことを特徴とする請求項1記載の光モジュール。
- 前記光素子は、光を遮断する非透過性樹脂で覆われていることを特徴とする請求項6記載の光モジュール。
- 前記光素子は受光素子であり、
前記第一の単結晶基板の前記第一の主面の反対の主面から入射した光は、前記第一の傾斜面から出射し、
当該第一の単結晶基板を出射した光は、前記第一の基板の光学フィルタを透過または反射し、
前記光学フィルタを透過または反射した光は、前記第二の傾斜面から前記第二の単結晶基板に入射して、前記第二の基板を経て前記受光素子に到ることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。 - 前記光フィルタを透過または反射するときに、異なる波長の二つ以上の光に分光されることを特徴とする請求項8記載の光モジュール。
- 発光素子を出射した光は、前記第二の単結晶基板の前記第二の主面の反対の主面から入射して前記第二の傾斜面から出射し、
当該第二を出射した光は、前記光学フィルタを透過し、
前記光学フィルタを透過した光は、前記第一の傾斜面から前記第一の単結晶基板に入射して、前記第一の主面の反対の主面から出射することを特徴とする請求項1記載の光モジュール。 - 前記第一の傾斜面と、前記第二の傾斜面とは、略並行であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記載の光モジュール。
- 第一主面とこれに対向する第二主面とを有し、該第一主面及び第二主面に光学フィルタが設けられている第一の基板と、前記第一の基板の第一主面に接合され、前記第一の基板と接合される主面に、傾斜面を有する凹部を有する第一の単結晶基板と、前記第一の基板の第二主面に接合され、接合される主面に、傾斜部を有する凹部を有し、当該傾斜部は前記第一の単結晶の傾斜部と略平行である第二の単結晶基板とを有するフィルタ素子を製造する工程と、
第二の基板に受光素子を実装する工程と、
前記受光素子を実装した第二の基板を、前記受光素子を駆動させて前記フィルタ素子に対して位置合わせを行い、前記フィルタ素子に接合する工程とを含むことを特徴とする光モジュールの製造方法。 - 前記フィルタ素子を製造する工程は、
ウェア形状の前記第一の基板の前記第一主面及び第二主面に複数組の前記光学フィルタを設ける工程と、
ウェハ形状の前記第一の単結晶基板及び第二の単結晶基板とに複数の前記凹部を形成する工程と、
前記第一の基板の光学フィルタに前記凹部が対応するように位置合わせをし、前記第一の基板の両面に前記第一の単結晶基板と第二の単結晶基板とを接合する工程と、
接合した前記第一の基板、第一及び第二の基板を、前記凹部ごとに切断する工程とを含むことを特徴とする請求項12に記載の光モジュールの製造方法。
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2008
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