JP2022189842A - フォトニック集積回路におけるレーザアライメントのための技術 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2016年2月19日に出願された米国特許仮出願第62/297,735号の優先権主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、この記載内容全体を本明細書の一部とする。
Claims (41)
- フォトニック集積回路(PIC)であって、
レーザ合わせ面を備えた半導体レーザと、
基板合わせ面を備えた基板とを有し、
前記レーザ合わせ面の形状および前記基板合わせ面の形状は、前記半導体レーザを三次元で前記基板にアライメントするよう構成されている、PIC。 - 前記レーザ合わせ面の前記形状および前記基板合わせ面の前記形状は、外力が前記半導体レーザに加えられると、前記半導体レーザを前記基板にアライメントするよう構成されている、請求項1記載のPIC。
- 前記レーザ合わせ面のエッジは、前記半導体レーザが前記基板にアライメントされると、前記基板合わせ面に接触するよう構成されている、請求項2記載のPIC。
- 前記半導体レーザが前記基板にアライメントされると、前記基板の後壁は、前記半導体レーザの後側部分に接触するよう構成され、前記基板の側壁は、前記半導体レーザの側面に接触するよう構成されている、請求項3記載のPIC。
- 前記半導体レーザの前記側面の一部分は、前記半導体レーザが前記基板にアライメントされると、前記基板の隙間部分の上方に配置されるよう構成されている、請求項4記載のPIC。
- 前記外力は、前記半導体レーザから前記基板に向かう方向に加えられる、請求項2記載のPIC。
- 前記レーザ合わせ面の前記形状は、三角形または台形である、請求項1記載のPIC。
- 前記基板合わせ面の前記形状は、三角形、台形、正方形、または長方形である、請求項1記載のPIC。
- 前記レーザ合わせ面の第1のエッジは、前記基板合わせ面に接触し、前記レーザ合わせ面の第2のエッジは、前記基板合わせ面に接触しない、請求項1記載のPIC。
- 前記基板合わせ面は、湾曲したエッジを有し、前記湾曲したエッジは、前記基板との前記半導体レーザのアライメント中、前記半導体レーザに加えられる外力を分散させるよう構成されている、請求項1記載のPIC。
- 前記基板は、導波路を有し、前記半導体レーザは、レーザファセットを有し、前記導波路は、前記レーザファセットを出たレーザビームを受け取るよう構成されている、請求項1記載のPIC。
- 前記レーザファセットは、角度が付けられ、前記導波路のリーディングエッジは、角度が付けられ、前記レーザファセットの前記角度および前記導波路の前記リーディングエッジの前記角度は、前記導波路から前記レーザファセットへの前記レーザビームの後方反射を減少させるよう構成されている、請求項11記載のPIC。
- 前記レーザファセットと前記導波路の前記リーディングエッジは、同一方向に角度が付けられている、請求項12記載のPIC。
- 前記レーザファセットは、垂直方向または水平方向に角度が付けられている、請求項12記載のPIC。
- 前記半導体レーザは、前記基板との電気接続部を形成するよう構成された接触面を有し、
前記基板は、前記半導体レーザを受け入れるよう構成されたランディング領域を更に有し、前記ランディング領域は、
前記基板合わせ面と、
前記半導体レーザの前記接触面に電気的に結合するよう構成された接触パッドとを有する、請求項1記載のPIC。 - はんだが前記接触パッドと前記半導体レーザの前記接触面との間に施されている、請求項15記載のPIC。
- 前記ランディング領域は、
前記接触パッドに配置されたはんだ層と、
前記接触パッドに配置された前記はんだ層から前記はんだを受け入れるよう構成されたランオフ領域とを更に有する、請求項15記載のPIC。 - 前記ランオフ領域は、前記はんだ層からのはんだを前記接触パッドから引き離すことによってはんだを受け入れるよう構成されている、請求項17記載のPIC。
- 前記ランオフ領域は、前記接触パッドに対して垂直に角度が付けられている、請求項18記載のPIC。
- フォトニック集積回路(PIC)を作製する方法であって、前記方法は、
半導体レーザを基板上に配置するステップを含み、前記半導体レーザは、レーザ合わせ面を有し、前記基板は、基板合わせ面を有し、
前記レーザ合わせ面の形状および前記基板合わせ面の形状を用いて前記半導体レーザを三次元で前記基板にアライメントするステップを含む、方法。 - 外力を前記半導体レーザから前記基板に向かう方向で前記半導体レーザに加えるステップを更に含む、請求項20記載の方法。
- 前記基板合わせ面の湾曲したエッジを用いて前記外力を分散させるステップを更に含む、請求項20記載の方法。
- 前記半導体レーザを前記基板上に配置する前記ステップに先立って、はんだを前記半導体レーザの接触面に付着させるステップを更に含み、前記半導体レーザを前記基板上に配置する前記ステップは、前記半導体レーザの前記接触面を前記基板の接触パッドに取り付けるステップを含み、前記はんだは、前記接触面と前記接触パッドの間に配置される、請求項20記載の方法。
- 前記はんだの表面張力が前記レーザ合わせ面を引いて該レーザ合わせ面を前記基板合わせ面に取り付ける、請求項23記載の方法。
- フォトニック集積回路(PIC)基板であって、
半導体デバイス合わせ面に接触するよう構成された基板合わせ面を有し、前記基板合わせ面の形状は、前記半導体デバイス合わせ面の形状に一致し、前記基板合わせ面の前記形状は、前記半導体デバイスを前記PIC基板にアライメントするよう構成され、
凹みランディング領域を有し、前記凹みランディング領域は、半導体デバイスとの電気接続部を形成するよう構成された接触パッドを有し、
半導体デバイスによって生じた光信号を受け取るよう構成されている導波路を有し、前記導波路は、角度が付けられたフロントエッジを有する、PIC基板。 - 前記角度が付けられたフロントエッジは、垂直方向または水平方向に角度が付けられている、請求項25記載のPIC基板。
- 前記基板合わせ面の前記形状は、三角形、台形、正方形、または長方形である、請求項25記載のPIC基板。
- 前記基板合わせ面の前記形状は、半導体デバイスの第1のエッジに接触して前記基板合わせ面と前記半導体デバイスの第2のエッジとの間に空間を保つよう造られている、請求項25記載のPIC基板。
- 前記基板合わせ面は、前記基板合わせ面の方へ差し向けられた外力を分散させるよう構成されている湾曲したエッジを有する、請求項25記載のPIC基板。
- 半導体レーザであって、
上側クラッディング層と下側クラッディング層との間にサンドイッチされたアクティブな区域を有し、
エッチングによって形成されていて前記半導体レーザを三次元で基板合わせ面にアライメントするよう構成されたレーザ合わせ面を有し、前記レーザ合わせ面の形状は、前記基板合わせ面の形状に対応し、
前記基板との電気接続部を形成するよう構成された接触面を有し、
前記半導体レーザによって生じたレーザビームを出すよう構成されているエッチングされたレーザファセットを有する、半導体レーザ。 - 前記レーザ合わせ面の前記形状は、三角形または台形である、請求項30記載の半導体レーザ。
- 前記レーザファセットは、垂直方向または水平方向に角度が付けられている、請求項30記載の半導体レーザ。
- 前記レーザ合わせ面の第1のエッジは、前記半導体レーザが前記基板にアライメントされると、基板合わせ面に接触するよう構成されている、請求項30記載の半導体レーザ。
- 前記半導体レーザの後側部分は、前記半導体レーザが前記基板にアライメントされると、前記基板の後壁に接触するよう構成されている、請求項33記載の半導体レーザ。
- 前記半導体レーザの側面は、前記半導体レーザが前記基板にアライメントされると、前記基板の側壁に接触するよう構成されている、請求項34記載の半導体レーザ。
- 前記半導体レーザの前記側面の一部分は、前記半導体レーザが前記基板にアライメントされると、前記基板の隙間部分の上方に配置されるよう構成されている、請求項35記載の半導体レーザ。
- 前記レーザ合わせ面の第2のエッジは、前記基板合わせ面に接触しないよう構成されている、請求項36記載の半導体レーザ。
- 前記上側クラッディング層の上方に位置する半導体接触層と、金属接触層とを更に有し、前記金属接触層の表面は、前記接触面である、請求項30記載の半導体レーザ。
- 前記上側クラッディング層は、前記半導体接触層および前記金属接触層に起因して、光学的損失を0.3/cm未満に保つよう構成されている、請求項38記載の半導体レーザ。
- 前記金属接触層は、同一表面上に設けられた2つの電極を有する、請求項30記載の半導体レーザ。
- 前記2つの電極のうちの第1の電極は、前記レーザのp接点に対応し、前記2つの電極のうちの第2の電極は、前記レーザのn接点に対応している、請求項30記載の半導体レーザ。
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