JP2013222075A - 半導体上の発光素子または受光素子と光導波路との間の光の接続損失を低減させることに役立つ、スペーサ樹脂パターンの設計 - Google Patents
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Abstract
【課題】
半導体のウェ−ハのレベルから、光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層の両方に対して、発光素子または受光素子を精密に位置合わせるためのスペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成すること。
【解決手段】
半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ上に、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）を有する、樹脂から成る基層を形成する。光導波路（ＷＧ）パターン層へ向かっての発光の出力を導くための、又は、そこからの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状の立体的反射面を形成する。貫通孔の位置を基準として位置付けられるところの中心から所定範囲にわたって、平面的に（ドーナッツ状の、円状の、多角形状の）金属の膜を蒸着する。この中心に対して、（円、多角）錐状の（金）型を、スタンプする。形成されたテーパ構造によって光の方向が修正されて精度について許容度が上がり、光損失が低減する。
【選択図】 図２
半導体のウェ−ハのレベルから、光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層の両方に対して、発光素子または受光素子を精密に位置合わせるためのスペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成すること。
【解決手段】
半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ上に、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）を有する、樹脂から成る基層を形成する。光導波路（ＷＧ）パターン層へ向かっての発光の出力を導くための、又は、そこからの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状の立体的反射面を形成する。貫通孔の位置を基準として位置付けられるところの中心から所定範囲にわたって、平面的に（ドーナッツ状の、円状の、多角形状の）金属の膜を蒸着する。この中心に対して、（円、多角）錐状の（金）型を、スタンプする。形成されたテーパ構造によって光の方向が修正されて精度について許容度が上がり、光損失が低減する。
【選択図】 図２
Description
本発明は、半導体の発光素子または受光素子と光導波路との間の光をガイドすることによって光の接続損失を低減させることを可能とする、スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層の設計に関する。
より詳しくは、互いに積層される態様で配置される光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層に対して、半導体(ＧａＡｓ)として形成されている発光素子（ＶＣＳＥＬ）または受光素子（ＰＤ）を精密に位置合わせすることを可能とする、スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成するための具体的な方法に関する。
図１は、従来技術として知られている積層体の構成を示す模式図である。本発明では、このような積層体の基本構成を対象にしながら、複数の構成要素の間における光の接続損失の低減を目的としている。
このような積層体の基本構成では、光導波路（ＷＧ）パターン層５０および電気回路（ＥＣ）パターン層７０とが、互いに積層される態様で配置される。以後の説明において、（ ）書き内の参照記号等は、限定的な意味を持たないが、内容の把握に便利であることに配慮して、あえて記載している。
これら互いに積層される関係にある複数の層の間では、機能上、互いに光学的または電気的に連絡する（互いに連絡しあう）ことが求められるため、精密な位置合わせが重要となってくる。
半導体（ＧａＡｓ）１０には、発光素子（ＶＣＳＥＬ）１４または受光素子（ＰＤ）１２が形成されている。半導体(ＧａＡｓ)１０は、Ｓｉ（シリコン）などであってもよく、特定の材料に限定されるものではない。
ここで、発光素子１４についてはＶＣＳＥＬが代表的なものであり、受光素子１２についてもＰＤが代表的なものであるというにすぎない。
この図１においては、半導体（ＧａＡｓ）として受光素子（ＰＤ）１２が形成されている場合が描かれている。光導波路（ＷＧ）パターン層５０からの受光の入力を導くために、ミラー５８による反射が用いられている。
光導波路（ＷＧ）パターン層５０の主要な構成要素は、コア５２とそれを取り囲む（図では上下から挟み込む）クラッド５４およびクラッド５６である。
直線状に配されたコア５２内を光が通るように、クラッド５４およびクラッド５６において光が反射されながら伝播されていく。このような原理に従うため、入力光の性質には、ビームとして、ある程度の直進性が期待できる。
しかし、コア端５３からミラー５８までの距離（の空間）においては、光が広がってしまう。さらに、ミラー５８から受光素子（ＰＤ）１２までは、スペース２０を通して光学的に連絡されることになるが、ここでも光が広がってしまうことが避けられない。この図１では、このようなビームの光の広がりを誇張して描いている。
ミラー５８から受光素子（ＰＤ）１２までのスペース２０は、可能な限り、短い方が好ましい。
また、ミラー５８の設定（反射）角度も、反射方向に大きく影響するため、その設定には高い精度が求められる。
さらには、受光素子（ＰＤ）１２の受光面積についても、応答速度が速いものを追求していくと、（有効）受光面積が小さくなっていく傾向がある。
このような点からも、光導波路（ＷＧ）パターン層５０からの受光の入力が、受光素子（ＰＤ）１２の（有効）受光面積に精密に位置合わせられることが重要となってくる。位置合わせが精密でないと、接続損失が生じてしまうことになる。
半導体（ＧａＡｓ）１０は、電気回路（ＥＣ）パターン層７０に対しても、貫通孔（ｖｉａ）５５を通して電気的に連絡されている。この構成例では、半導体（ＧａＡｓ）１０のパッド１６上に配置されたはんだバンプ１８が、電気回路（ＥＣ）パターン層７０に対して電気的な連絡をする役割を担っている。
この構成例における貫通孔（ｖｉａ）５５では、光導波路（ＷＧ）パターン層５０を（物理的に）貫通しなければならないため、光導波路（ＷＧ）パターン層５０の構成の一部としても現れてくる。
この図１中では、光導波路（ＷＧ）パターン層５０が貫通孔（ｖｉａ）５５により分断されているかのように描かれているが、実際の光導波路（ＷＧ）パターン層５０は紙面の奥行き方向にも展開されている。従って、奥行き方向にわたってずっと分断させたままになっているわけではないことに注意されたい。
例えば、実際に電気的な連絡が行われる分断箇所である貫通孔（ｖｉａ）５５の奥行き位置は、ミラー５８の奥行き位置とは異なる場合もあることを意味する。
すなわち、この図１の表現は、説明の便宜上、あたかもある断面に構成要素が集まっているかのように見せている、模式図としての体裁であることを理解されたい。
はんだバンプ１８は、溶融後に固定されるため、機械的な接続の役割を担う。そのため、半導体（ＧａＡｓ）１０と電気回路（ＥＣ）パターン層７０との固定だけでなく、光導波路（ＷＧ）パターン層５０の固定にまで影響してしまう。
従って、貫通孔（ｖｉａ）５５の位置を基準として、光導波路（ＷＧ）パターン層５０の位置（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）を位置付けることには重要な意義がある。
Ｘ方向およびＺ方向（Ｚ方向は、紙面の奥行き方向）の位置付けの精度は、受光素子（ＰＤ）１２の（有効）受光面積への位置合わせに直接的に影響してしまう。
Ｙ方向の位置付けの精度は、前述したとおり、スペース２０として、光の広がりを考慮する場合の接続損失に影響してしまう。
特許文献１は、受光面と受光素子との間に逆テーパ上に形成された土台部材を設けることが開示されている。
特許文献２には、基板上に形成された光導波路と、基板に対して角度を成して光学部品とを光学的に結合する光結合器、が開示されている。
特許文献３には、信号光を反射して折り返すミラーを備えた光通信モジュールが開示されている。
特許文献４には、ＶＣＳＥＬと光導波路との間にスペーサを配置することが開示されている。
特許文献５には、マイクロレンズと受光素子との間にテーパ状の反射路を設けることが開示されている。
特許文献６には、反射面を曲面にすることが開示されている。
しかし、半導体（ＧａＡｓ）１０のウェ−ハのレベルから、半導体（ＧａＡｓ）１０のウェ−ハの上（面）において、光導波路（ＷＧ）パターン層５０および電気回路（ＥＣ）パターン層７０の両方に対して、半導体(ＧａＡｓ)１０として形成されている発光素子（ＶＣＳＥＬ）１４または受光素子（ＰＤ）１２を光学的に高効率に結合するためのテーパ状反射路をもったスペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成する、という設計思想については開示がみられない。
本発明の目的は、半導体のウェ−ハのレベルから、光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層の両方に対して、発光素子または受光素子を光学的に高効率に結合するためのスペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成することにある。
第１の実施例（請求項１、図２）においては、半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ上に、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）を有する、樹脂から成る基層を形成する。形成された樹脂から成る基層について、光導波路（ＷＧ）パターン層へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層からの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状の立体的反射面を形成する。この（円、多角）錐台状の立体的反射面を形成する。基層の表面上に、貫通孔の位置を基準として位置付けられるところの中心から所定範囲にわたって、平面的に（ドーナッツ状の、円状の、多角形状の）金属の膜を蒸着する。この中心に対して、（円、多角）錐状の（金）型を、スタンプする。
この他にも、第２の実施例（請求項２、図３）、第３の実施例（請求項３、図４）、第４の実施例（請求項４、図５）にわたって、スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成する方法が開示される。
形成されるスペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層によって、光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層の両方に対して、半導体(ＧａＡｓ)として形成されている発光素子（ＶＣＳＥＬ）または受光素子（ＰＤ）を精密に位置合わせることができるようになり、光損失を低減することができる。
また、（円、多角）錐台の形状に従ったテーパ構造によって光の方向が修正されるので、反射方向に大きく影響してしまうミラー５８の設定（反射）角度の精度についても、許容度が上がる。
以下、（互いに積層される態様で配置される）光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層に対して、半導体(ＧａＡｓ)として形成されている発光素子（ＶＣＳＥＬ）または受光素子（ＰＤ）を精密に合わせるための、スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成する、具体的な方法が開示される。
具体的な方法は、第１〜第４の実施例にわたり、分けて説明する。
本発明の特徴が現れるところのスペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層には、１３０（第１の実施例（図２））、２３０（第２の実施例（図３））、３３０（第３の実施例（図４））、４３０（第４の実施例（図５））という符号が、各々に付されている。
スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層以外の構成要素の符号については、図１で用いた符号となるべく同じ符号を用いている。図２〜図５の中では、図１において説明した模式図も合わせて示していく。
図２は、本発明の第１の実施例であるところの、錐台状の立体的反射面（スタンピング）を形成する方法を示す図である。
まず、半導体（ＧａＡｓ）１０のウェーハ上に、電気回路（ＥＣ）パターン層５０に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）１３５を有する、樹脂から成る基層１３２を形成する。
樹脂から成る基層１３２を形成するにあたっては、まず、半導体（ＧａＡｓ）１０のウェーハ上に直接、樹脂をスピンコートすることができる。
その次のプロセスで、電気回路（ＥＣ）パターン層５０に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）１３５を（何らかの方法で除去して）形成するようにしてもよい。
半導体ウェーハのレベルのプロセスにおいて、スピンコートのプロセスは親和性が高いため、効率的である。
次に、形成された樹脂から成る基層１３２について、光導波路（ＷＧ）パターン層５０へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層からの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状の立体的反射面１３７を形成する。
この（円、多角）錐台状の立体的反射面１３７を形成するには、基層１３２の表面上に、貫通孔１３５の位置を基準として位置付けられるところの中心から所定範囲にわたって、平面的に（ドーナッツ状の、円状の、多角形状の）金属の膜１３８を蒸着する。
半導体ウェーハのレベルのプロセスにおいては、位置の基準をとりやすい点で精度上有利である。
この金属の膜１３８の蒸着の方法については、当業者であれば、様々な方法が考えられるであろう。
この中心に対して、（円、多角）錐状の（金）型８０を、スタンプする。スタンピングの方法も、当業者であれば様々な工夫をすることができるであろう。
先が尖った形状の（金）型を用いれば、樹脂から成る基層１３２を塑性変形させることが容易になるであろう。
蒸着された金属の膜１３８は、スタンピングによって立体的反射面となるが、例えば、金が好ましい。金は延伸しやすい性質が顕著であるため、（円、多角）錐台状の立体的反射面の内側に延びて均等に定着することが期待できる。
スタンピングしても、樹脂から成る基層１３２の材料が、半導体１０の面が暴露されるまで完全に除去できない場合があるかもしれない。しかし、樹脂から成る基層１３２の材料を光を透過する材料にしておけば、光学的な特性に大きな影響はない。
図３は、本発明の第２の実施例であるところの、錐台状の屈折率がより高いテーパ部を形成する方法を示す図である。
まず、基層内において、光導波路（ＷＧ）パターン層５０へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層５０からの受光の入力を導くための、その屈折率がその周りを取り囲んでいる基層の屈折率よりも高い、（円、多角）錐台状のテーパ部を形成する。
この（円、多角）錐台状のテーパ部を形成するには、
半導体（ＧａＡｓ）１０のウェーハ上に、（円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分２３６と、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）２３５に対応する部分とを有しており、かつ、（紫外）光を透過する（透明な）樹脂から成る、型９５をセットする。
半導体（ＧａＡｓ）１０のウェーハ上に、（円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分２３６と、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）２３５に対応する部分とを有しており、かつ、（紫外）光を透過する（透明な）樹脂から成る、型９５をセットする。
ここでセットされる型９５は、同じように、（金）型９０に基づいてモールド等で作成するようにすればよい。ここでセットされる型９５は、材料を選択すれば、再利用することもできる。
次に、半導体（ＧａＡｓ）１０のウェーハと、セットされている型９５との間の空間に、第１の光硬化樹脂２３７を注入する。
セットされている型９５を透過させて（紫外）光を照射することで、注入されている第１の光硬化樹脂を硬化させる。
硬化された第１の光硬化樹脂２３７から、セットされている型９５を取り除く。
最後に、（円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分２３６に、第１の光硬化樹脂２３２よりも屈折率の高い第２の光硬化樹脂２３８を充填する。
第２の光硬化樹脂２３８については、（第１の光硬化樹脂２３７とは異なり）必ずしも光硬化である必要はないので、樹脂が自然冷却されるのを待つ硬化を応用することもできるであろう。
第１の光硬化樹脂２３７と第２の光硬化樹脂２３８とについての具体的な材料の組合せとしては、第１の光硬化樹脂２３７の屈折率が１．３４のシリコーン樹脂であり、充填される第２の光硬化樹脂２３８の屈折率が1.9以上の二酸化チタンナノ粒子含有アクリルポリマーである、という組合せが挙げられる。
もっとも、充填される第２の光硬化樹脂２３８の屈折率が、第１の光硬化樹脂２３７の屈折率よりもある程度高ければ、（円、多角）錐台状のテーパ部だけを光が伝播していくように有効に機能させることができるため、これらの具体的な材料に限られるものではない。
図４は、本発明の第３の実施例であるところの、錐台状の溝を形成する方法を示す図である。
まず、半導体（ＧａＡｓ）１０のウェーハ上に、電気回路（ＥＣ）パターン層７０に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）３３５を有する、樹脂から成る基層３３２を形成する。
樹脂から成る基層３３２を形成するにあたっては、まず、半導体（ＧａＡｓ）１０のウェーハ上に直接、樹脂をスピンコートして、その次に、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）３３５を形成するようにしてもよい。
樹脂から成る基層３３２の形成においては、マスクパターンを使って必要な部分だけを除去したり、レーザ照射による除去を応用することができる。
次に、形成された樹脂から成る基層３３２について、光導波路（ＷＧ）パターン層５０へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層５０からの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状の溝３３９を形成する。
この（円、多角）錐台状の溝３３９を形成するには、
貫通孔３３５の位置を基準として位置付けられる照射位置において、基層の表面または半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ表面に対して（直角でなく、かつ、平行でない）所定の角度をもって、（円、多角）錐台状となるべき側面に沿ってかつ頂点に向かってレーザを照射することによって基層を部分的に溝３３９として除去する。
貫通孔３３５の位置を基準として位置付けられる照射位置において、基層の表面または半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ表面に対して（直角でなく、かつ、平行でない）所定の角度をもって、（円、多角）錐台状となるべき側面に沿ってかつ頂点に向かってレーザを照射することによって基層を部分的に溝３３９として除去する。
（円、多角）錐台状の溝３３９を形成するにあたっては、（ＧａＡｓ）ウェーハ１０の表面を横切って、直線方向のレーザ照射のスキャンを複数回繰返すことによって成されるようにしてもよい。この図４において図示するような横切り方に従うのであれば、四角錐台状の溝が、複数個同時に、形成できることになる。
図５は、本発明の第４の実施例であるところの、錐台状の立体的反射面（最初に錐台を形成して、次にその内側の表面に金属薄膜形成）を形成する方法を示す図である。
まず、基層内において、光導波路（ＷＧ）パターン層５０へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層５０からの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状のテーパ部を形成する。
この（円、多角）錐台状のテーパ部を形成するステップは、
半導体（ＧａＡｓ）１０のウェーハ上に、（円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分４３７と、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）４３５に対応する部分とを有しており、かつ、（紫外）光を透過する（透明な）樹脂から成る、型９５をセットする。
半導体（ＧａＡｓ）１０のウェーハ上に、（円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分４３７と、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）４３５に対応する部分とを有しており、かつ、（紫外）光を透過する（透明な）樹脂から成る、型９５をセットする。
半導体（ＧａＡｓ）１０のウェーハと、セットされている型９５との間の空間に、第１の光硬化樹脂４３２を注入する。
型を透過させて（紫外）光を照射することで、注入されている第１の光硬化樹脂を硬化させる。
硬化された第１の光硬化樹脂４３２から、セットされている型９５を取り除く。
次に、形成された（円、多角）錐台状のテーパ部４３７について、光導波路（ＷＧ）パターン層５０へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層５０からの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状の立体的反射面４３８を形成する。
この（円、多角）錐台状の立体的反射面４３８を形成するには、
形成された（円、多角）錐台状のテーパ部の内側の表面上に金属をスパッタリングすることによって可能である。当業者であれば、スパッタリング以外の手法も応用できるであろう。
形成された（円、多角）錐台状のテーパ部の内側の表面上に金属をスパッタリングすることによって可能である。当業者であれば、スパッタリング以外の手法も応用できるであろう。
金属をスパッタリングするにあたっては、レジストや、フォトマスクによる露光などを、必要に応じて適用すればよい。半導体ウェーハのレベルのプロセスにおいて、レジストやフォトマスクによる露光などのプロセスは、スピンコート同様に、プロセス上の親和性が高く馴染みが良い。
例えば、マスクパターン（Ａ）とレジストとを応用すると、第１の実施例（図２）とほぼ同様な立体的反射面を形成することができる。
他にも、マスクパターン（Ｂ）を応用すると、貫通孔（ｖｉａ）４３５に対応する部分のパッド１６に対しても（同じプロセスを通じて）同時にスパッタリングを適用して、スパッタリングされたパッド４３９を作成することができる。金は、電気的伝導の特性に優れており、かつ、接点としての信頼性にも優れているので好都合である。
また、硬化されて形成された第１の光硬化樹脂４３２が光を透過してしまう性質があり、発光または受光の箇所以外では光の透過を選択的に阻止したい場合には、マスクパターン（Ｂ）と発光または受光の箇所のみへのレジストとの組合せが有効である。
図６は、本発明によって形成したスペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を、具体的なパラメータをもって各構成要素に適用した場合における、光損失を低減させる効果を示す図である。
スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層の厚さは、２０μｍ〜３０μｍであるものまで実現している。
発光素子（ＶＣＳＥＬ）の光出力部の直径が８〜１０μｍであって、そこからの発光ビーム広がり角が１５度である条件において、
（円、多角）錐台の形状が、高さ２０〜３０μｍ、傾き（ウェーハ表面に対する角度）が１〜５度であり、
半導体(ＧａＡｓ)と光導波路（ＷＧ）パターン層（厚さ８０μｍ）との間のギャップが３０μｍに設定されているものが、
１．５ｄＢであった光損失を、０．５ｄＢ以下にまで低減している。
（円、多角）錐台の形状が、高さ２０〜３０μｍ、傾き（ウェーハ表面に対する角度）が１〜５度であり、
半導体(ＧａＡｓ)と光導波路（ＷＧ）パターン層（厚さ８０μｍ）との間のギャップが３０μｍに設定されているものが、
１．５ｄＢであった光損失を、０．５ｄＢ以下にまで低減している。
受光素子（ＰＤ）の光入力部の直径が５０μｍ〜５４μｍである条件において、
（円、多角）錐台の形状が、高さ２４〜３０μｍ、傾き（ウェーハ表面に対する角度）が１９〜２６度であり、
半導体(ＧａＡｓ)と光導波路（ＷＧ）パターン層（厚さ８０μｍ）との間のギャップが３０μｍに設定されているものが、
５．５ｄＢであった光損失を、１ｄＢ以下（小数点以下四捨五入）にまで低減している。
（円、多角）錐台の形状が、高さ２４〜３０μｍ、傾き（ウェーハ表面に対する角度）が１９〜２６度であり、
半導体(ＧａＡｓ)と光導波路（ＷＧ）パターン層（厚さ８０μｍ）との間のギャップが３０μｍに設定されているものが、
５．５ｄＢであった光損失を、１ｄＢ以下（小数点以下四捨五入）にまで低減している。
（円、多角）錐台の形状に従ったテーパ構造によって光の方向が修正されるので、反射方向に大きく影響してしまうミラー５８の設定（反射）角度の精度についても、許容度が上がる。
１０ 半導体（ＧａＡｓ）
１２ 発光素子（ＶＣＳＥＬ）
１４ 受光素子（ＰＤ）
１６ パッド
１８ はんだバンプ
２０ スペース
５０ 光導波路（ＷＧ）パターン層
５２ コア
５３ コア端
５４ クラッド
５５ 貫通孔（ｖｉａ）
５８ ミラー
７０ 電気回路（ＥＣ）パターン層
８０ （金）型
９０ （金）型
９５ セットされる型／セットされた型、
１３０ スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層 − 第１の実施例
１３２ 樹脂から成る基層
１３５ 貫通孔（ｖｉａ）
１３７ （円、多角）錐台状の立体的反射面
１３８ 平面的に蒸着された（ドーナッツ状の、円状の、多角形状の）金属の膜
２３０ スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層 − 第２の実施例
２３５ 貫通孔（ｖｉａ）
２３６ （円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分
２３７ 第１の光硬化樹脂
２３８ 第２の光硬化樹脂
３３０ スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層 − 第３の実施例
３３２ 樹脂から成る基層
３３５ 貫通孔（ｖｉａ）
３３９ （円、多角）錐台状の溝
４３０ スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層 − 第４の実施例
４３２ 第１の光硬化樹脂
４３５ 貫通孔（ｖｉａ）
４３７ （円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分
４３８ （円、多角）錐台状の立体的反射面
４３９ スパッタリングされたパッド
１２ 発光素子（ＶＣＳＥＬ）
１４ 受光素子（ＰＤ）
１６ パッド
１８ はんだバンプ
２０ スペース
５０ 光導波路（ＷＧ）パターン層
５２ コア
５３ コア端
５４ クラッド
５５ 貫通孔（ｖｉａ）
５８ ミラー
７０ 電気回路（ＥＣ）パターン層
８０ （金）型
９０ （金）型
９５ セットされる型／セットされた型、
１３０ スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層 − 第１の実施例
１３２ 樹脂から成る基層
１３５ 貫通孔（ｖｉａ）
１３７ （円、多角）錐台状の立体的反射面
１３８ 平面的に蒸着された（ドーナッツ状の、円状の、多角形状の）金属の膜
２３０ スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層 − 第２の実施例
２３５ 貫通孔（ｖｉａ）
２３６ （円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分
２３７ 第１の光硬化樹脂
２３８ 第２の光硬化樹脂
３３０ スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層 − 第３の実施例
３３２ 樹脂から成る基層
３３５ 貫通孔（ｖｉａ）
３３９ （円、多角）錐台状の溝
４３０ スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層 − 第４の実施例
４３２ 第１の光硬化樹脂
４３５ 貫通孔（ｖｉａ）
４３７ （円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分
４３８ （円、多角）錐台状の立体的反射面
４３９ スパッタリングされたパッド
Claims (14)
- （互いに積層される態様で配置される）光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層に対して、半導体(ＧａＡｓ)として形成されている発光素子（ＶＣＳＥＬ）または受光素子（ＰＤ）を精密に合わせるための、スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成する方法であって、
半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ上に、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）を有する、樹脂から成る基層を形成するステップと、
形成された樹脂から成る基層について、光導波路（ＷＧ）パターン層へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層からの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状の立体的反射面を形成するステップとを有し、
この（円、多角）錐台状の立体的反射面を形成するステップが、
基層の表面上に、貫通孔の位置を基準として位置付けられるところの中心から所定範囲にわたって、平面的に（ドーナッツ状の、円状の、多角形状の）金属の膜を蒸着するステップと、
この中心に対して、（円、多角）錐状の（金）型を、スタンプするステップと、を有する、
方法。 - （互いに積層される態様で配置される）光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層に対して、半導体(ＧａＡｓ)として形成されている発光素子（ＶＣＳＥＬ）または受光素子（ＰＤ）を精密に合わせるための、スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成する方法であって、
基層内において、光導波路（ＷＧ）パターン層へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層からの受光の入力を導くための、その屈折率がその周りを取り囲んでいる基層の屈折率よりも高い、（円、多角）錐台状のテーパ部を形成するステップとして、
この（円、多角）錐台状のテーパ部を形成するステップが、
半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ上に、（円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分と、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）に対応する部分とを有しており、かつ、（紫外）光を透過する（透明な）樹脂から成る、型をセットするステップと、
半導体（ＧａＡｓ）ウェーハと、セットされている型との間の空間に、第１の光硬化樹脂を注入するステップと、
型を透過させて（紫外）光を照射することで、注入されている第１の光硬化樹脂を硬化させるステップと、
硬化された第１の光硬化樹脂から、型を取り除くステップと、
（円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分に、第１の光硬化樹脂よりも屈折率の高い第２の光硬化樹脂を充填するステップと、を有する、
方法。 - （互いに積層される態様で配置される）光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層に対して、半導体(ＧａＡｓ)として形成されている発光素子（ＶＣＳＥＬ）または受光素子（ＰＤ）を精密に合わせるための、スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成する方法であって、
半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ上に、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）を有する、樹脂から成る基層を形成するステップと、
形成された樹脂から成る基層について、光導波路（ＷＧ）パターン層へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層からの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状の溝を形成するステップとを有し、
この（円、多角）錐台状の溝を形成するステップが、
貫通孔の位置を基準として位置付けられる照射位置において、基層の表面または半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ表面に対して（直角でなく、かつ、平行でない）所定の角度をもって、（円、多角）錐台状となるべき側面に沿ってかつ頂点に向かってレーザを照射することによって基層を部分的に溝として除去する、レーザを照射するステップと、を有する、
方法。 - （互いに積層される態様で配置される）光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層に対して、半導体(ＧａＡｓ)として形成されている発光素子（ＶＣＳＥＬ）または受光素子（ＰＤ）を精密に合わせるための、スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層を形成する方法であって、
基層内において、光導波路（ＷＧ）パターン層へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層からの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状のテーパ部を形成するステップとして、
この（円、多角）錐台状のテーパ部を形成するステップが、
半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ上に、（円、多角）錐台状のテーパ部に対応する部分と、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して電気的に連絡するために提供される貫通孔（ｖｉａ）に対応する部分とを有しており、かつ、（紫外）光を透過する（透明な）樹脂から成る、型をセットするステップと、
半導体（ＧａＡｓ）ウェーハと、セットされている型との間の空間に、第１の光硬化樹脂を注入するステップと、
型を透過させて（紫外）光を照射することで、注入されている第１の光硬化樹脂を硬化させるステップと、
硬化された第１の光硬化樹脂から、型を取り除くステップと、を有し、
形成された（円、多角）錐台状のテーパ部について、光導波路（ＷＧ）パターン層へ向かっての発光の出力を導くための、又は、光導波路（ＷＧ）パターン層からの受光の入力を導くための、（円、多角）錐台状の立体的反射面を形成するステップとして、
この（円、多角）錐台状の立体的反射面を形成するステップが、
形成された（円、多角）錐台状のテーパ部の内側の表面上に金属をスパッタリングするステップと、を有する、
方法。 - 立体的反射面となる金属が、金である、
請求項１または４に記載の方法。 - 基層の樹脂がシリコーン樹脂である、
請求項１〜４の何れかに記載の方法。 - 基層の樹脂（第１の光硬化樹脂）の屈折率が１．３４のシリコーン樹脂であり、（円、多角）錐台状のテーパ部に充填される第２の光硬化樹脂の屈折率が1.9以上の二酸化チタンナノ粒子含有アクリルポリマーである、
請求項２に記載の方法。 - 樹脂から成る基層を形成するステップが、半導体（ＧａＡｓ）ウェーハ上に直接、樹脂をスピンコートすることによって形成される、
請求項１または３に記載の方法。 - スペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層の厚さが、２０μｍ〜３０μｍである、
請求項１〜４の何れかに記載の方法。 - （円、多角）錐台状の溝を形成するステップが、（ＧａＡｓ）ウェーハ表面を横切って、直線方向のレーザ照射のスキャンを複数回繰返すことによって成される、
請求項３に記載の方法。 - 請求項１〜４の何れかの方法によって作成されたスペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層。
- 請求項１１に記載のスペーサ樹脂（ＳＲ）パターン層と、
互いに積層される態様で配置された、光導波路（ＷＧ）パターン層および電気回路（ＥＣ）パターン層と、
発光素子（ＶＣＳＥＬ）または受光素子（ＰＤ）が形成された半導体(ＧａＡｓ)とが
（精密に）位置合わせされた状態で、
半導体（ＧａＡｓ）が、電気回路（ＥＣ）パターン層に対して貫通孔（ｖｉａ）を通して電気的に連絡されている、
積層体。 - 発光素子（ＶＣＳＥＬ）の光出力部の直径が８〜１０μｍであって、そこからの発光ビーム広がり角が１５度である条件において、
（円、多角）錐台の形状が、高さ２０〜３０μｍ、傾き（ウェーハ表面に対する角度）が１〜５度であり、
半導体(ＧａＡｓ)と光導波路（ＷＧ）パターン層（厚さ８０μｍ）との間のギャップが３０μｍに設定されている、
請求項１２に記載の積層体。 - 受光素子（ＰＤ）の光入力部の直径が５０μｍ〜５４μｍである条件において、
（円、多角）錐台の形状が、高さ２４〜３０μｍ、傾き（ウェーハ表面に対する角度）が１９〜２６度であり、
半導体(ＧａＡｓ)と光導波路（ＷＧ）パターン層（厚さ８０μｍ）との間のギャップが３０μｍに設定されている、
請求項１２に記載の積層体。
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