JP2017142464A - 光半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、第1の実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態に係る光半導体装置の構造を示す図であり、図1(a)は上面図であり、図1(b)は図1(a)中のI−I線に沿った断面図である。
次に、第2の実施形態について説明する。図5は、第2の実施形態に係る光半導体装置の構造を示す図であり、図5(a)は上面図であり、図5(b)は図5(a)中のI−I線に沿った断面図である。
次に、第3の実施形態について説明する。図6は、第3の実施形態に係る光半導体装置の構造を示す上面図である。
基板と、
第1の導波路を備えた前記基板上の化合物光半導体素子と、
前記第1の導波路に光学的に結合した第2の導波路を備えた前記基板上のSi光導波路素子と、
前記化合物光半導体素子と前記Si光導波路素子との間の充填剤と、
を有し、
前記充填剤は、
樹脂からなる基材と、
前記基材中のスペーサと、
を含み、
前記化合物光半導体素子の前記Si光導波路素子側の端面及び前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面の両方に前記スペーサが接していることを特徴とする光半導体装置。
前記スペーサが球状であることを特徴とする付記1に記載の光半導体装置。
前記スペーサの直径が10μm以下であることを特徴とする付記2に記載の光半導体装置。
前記基材の屈折率と前記スペーサの屈折率との差が、前記基材の屈折率の10%以下であることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の光半導体装置。
前記基材の屈折率は前記Si光導波路素子の導波路の等価屈折率に対してその差が10%以下であることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の光半導体装置。
前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面の前記第2の導波路と交差する部分は、当該端面の前記化合物光半導体素子の前記Si光導波路素子側の端面と接するスペーサが接する部分よりも後退していることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1項に記載の光半導体装置。
前記基板の表面に平行な面内において、前記第1の導波路は前記化合物光半導体素子の前記Si光導波路素子側の端面に対して傾斜し、前記第2の導波路は前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面に対して傾斜していることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載の光半導体装置。
前記基材の材料は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂又はポリメタクリル酸メチル樹脂であり、
前記スペーサの材料は、ポリスチレン、アクリル又はシリカであることを特徴とする付記1乃至7のいずれか1項に記載の光半導体装置。
第2の導波路を備えたSi光導波路素子を基板上に設ける工程と、
前記第2の導波路に光学的に結合する第1の導波路を備えた化合物光半導体素子を、第1の端面が前記Si光導波路素子を向くようにして、前記基板上に載置する工程と、
前記第1の端面と前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面との間に、樹脂からなる基材と、前記基材中のスペーサと、を含む充填剤を設ける工程と、
前記化合物光半導体素子を前記Si光導波路素子側に移動させ、前記第1の端面及び前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面の両方に前記スペーサが接した状態で前記基材を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
前記スペーサが球状であることを特徴とする付記9に記載の光半導体装置の製造方法。
前記スペーサの直径が10μm以下であることを特徴とする付記10に記載の光半導体装置の製造方法。
前記基材の屈折率と前記スペーサの屈折率との差が、前記基材の屈折率の10%以下であることを特徴とする付記9乃至11のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法。
前記基材の屈折率は前記Si光導波路素子の導波路の等価屈折率に対してその差が10%以下であることを特徴とする付記9乃至11のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法。
前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面の前記第2の導波路と交差する部分は、当該端面の前記第1の端面と接するスペーサが接する部分よりも後退していることを特徴とする付記9乃至13のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法。
前記基板の表面に平行な面内において、前記第1の導波路は前記第1の端面に対して傾斜し、前記第2の導波路は前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面に対して傾斜していることを特徴とする付記9乃至14のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法。
前記基材の材料は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂又はポリメタクリル酸メチル樹脂であり、
前記スペーサの材料は、ポリスチレン、アクリル又はシリカであることを特徴とする付記9乃至15のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法。
20、60:光半導体素子
30、70:光導波路素子
40:充填剤
100、500、600:光半導体装置
201、301、601、701、703、705:導波路
202、302、602、707:端面
303:凹部
401:基材
402:スペーサ
702、704:リング共振器
706:ループミラー
Claims (14)
- 基板と、
第1の導波路を備えた前記基板上の化合物光半導体素子と、
前記第1の導波路に光学的に結合した第2の導波路を備えた前記基板上のSi光導波路素子と、
前記化合物光半導体素子と前記Si光導波路素子との間の充填剤と、
を有し、
前記充填剤は、
樹脂からなる基材と、
前記基材中のスペーサと、
を含み、
前記化合物光半導体素子の前記Si光導波路素子側の端面及び前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面の両方に前記スペーサが接していることを特徴とする光半導体装置。 - 前記スペーサが球状であることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記スペーサの直径が10μm以下であることを特徴とする請求項2に記載の光半導体装置。
- 前記基材の屈折率と前記スペーサの屈折率との差が、前記基材の屈折率の10%以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光半導体装置。
- 前記基材の屈折率は前記Si光導波路素子の導波路の等価屈折率に対してその差が10%以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光半導体装置。
- 前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面の前記第2の導波路と交差する部分は、当該端面の前記化合物光半導体素子の前記Si光導波路素子側の端面と接するスペーサが接する部分よりも後退していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光半導体装置。
- 前記基板の表面に平行な面内において、前記第1の導波路は前記化合物光半導体素子の前記Si光導波路素子側の端面に対して傾斜し、前記第2の導波路は前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面に対して傾斜していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光半導体装置。
- 第2の導波路を備えたSi光導波路素子を基板上に設ける工程と、
前記第2の導波路に光学的に結合する第1の導波路を備えた化合物光半導体素子を、第1の端面が前記Si光導波路素子を向くようにして、前記基板上に載置する工程と、
前記第1の端面と前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面との間に、樹脂からなる基材と、前記基材中のスペーサと、を含む充填剤を設ける工程と、
前記化合物光半導体素子を前記Si光導波路素子側に移動させ、前記第1の端面及び前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面の両方に前記スペーサが接した状態で前記基材を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする光半導体装置の製造方法。 - 前記スペーサが球状であることを特徴とする請求項8に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記スペーサの直径が10μm以下であることを特徴とする請求項9に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記基材の屈折率と前記スペーサの屈折率との差が、前記基材の屈折率の10%以下であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記基材の屈折率は前記Si光導波路素子の導波路の等価屈折率に対してその差が10%以下であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面の前記第2の導波路と交差する部分は、当該端面の前記第1の端面と接するスペーサが接する部分よりも後退していることを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記基板の表面に平行な面内において、前記第1の導波路は前記第1の端面に対して傾斜し、前記第2の導波路は前記Si光導波路素子の前記化合物光半導体素子側の端面に対して傾斜していることを特徴とする請求項8乃至13のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法。
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