JP2757350B2 - 光半導体モジュール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は双方向光通信用光半導体
モジュールに関し、特にこれを構成する光半導体、集光
用レンズ、光分岐・分波素子などの光学部品を配置、固
定する基板の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＤモジュールや受光モジュールは光通
信システムを構成する基本光デバイスであり、これらは
発光素子であるレーザダイオード（ＬＤ）あるいは受光
素子であるフォトダイオード（ＰＤ）と光ファイバ、そ
してこれらを光学的に結合させるレンズとこれらを固
定、実装する筐体とから構成される。これまで光通信シ
ステムは幹線系を中心に高速化、伝送距離の拡大が図ら
れてきた。今後、光通信システムはこうした幹線系のみ
ならず、その広帯域な信号伝送が可能な特質を活かしビ
ル内のローカルエリア・ネットワーク（ＬＡＮ）や一般
家庭を対象とした加入者系にまで適用の検討が開始され
ている。

【０００３】こうした広いユーザを対象とした光通信シ
ステムでは、幹線系大容量システムのような機能、性能
だけでなくシステムの経済性が最も重要な導入の条件の
一つとなり、システムを構築するデバイスの低価格化が
強く望まれている。とりわけ、この光通信システム用デ
バイスのなかで大きなコストの割合を占めるのは光デバ
イスすなわちＬＤモジュールやＡＰＤモジュールなどの
光半導体モジュールであり、これらの光デバイスの低価
格化は光加入者系システムの導入、実用化には不可欠で
あると考えられている。また、光加入者系システムでは
上述の光デバイスの低価格化に加え、装置が各加入者に
設置されることから装置の小型化も重要な課題となって
いる。

【０００４】一方、この光加入者系システムに要求され
る機能としては、光通信のもつ広帯域性を利用し、従来
の同軸ケーブルによる通信と差別化し付加価値を高める
ため、通信とＣＡＴＶなどの放送機能との統合化が検討
されている。先に述べた加入者系の厳しい低価格化の要
請から、単一の光ファイバにおいて光カプラを用いて同
一波長で双方向伝送したり、異なった波長の光を上り、
下りに使い分けて波長多重伝送する方式が有力視されて
いる。

【０００５】図９は、従来の個別光デバイスによる光送
受信モジュールの構成図であり、上述の波長多重機能と
分岐機能を有した双方向伝送を可能にする手段として、
図に示すようにＬＤモジュール３４、ＡＰＤ（アバラン
シェ・フォトダイオード）モジュール３５、光カプラ光
コネクタ３９、光分岐３８、光合分波器３７、１．５５
用ＡＰＤモジュール３６のそれぞれを個々に組み合わせ
た方法がある。この方法によるとあらかじめ個々のデバ
イスの特性を確認した上で構成できる反面、デバイスど
うしを結合する際のコネクタ損失が生じることや、全体
の構成が大きくなってしまうという欠点があり、特に装
置全体の小型化が強く求められる光加入者系では適用は
困難であると考えられている。

【０００６】そこで光半導体モジュールと光合分波器や
光分岐全体を小型化した構造として、例えば従来例とし
て図１０乃至図１３に示す光合分波器：ＬＤ，ＡＰＤ、
光ファイバの各コリメータパッケージの構造図のよう
に、光半導体素子と集光用レンズまたは光ファイバと集
光用レンズをあらかじめ出射ビームが平行光になるよう
に調整・固定したコリメータとよばれるユニットを用意
し、これとプリズムを光学的に結合する位置に配置・固
定して上述の光送受信モジュールを形成する方法があ
り、これを量産性よく、しかもモジュール自体を小型化
するため、図１４に示す従来の光半導体モジュールの組
立法説明図のように光半導体コリメータとプリズム、光
ファイバコリメータはあらかじめ光学的にこれらが結合
する位置を定めた金型の精密ガイドに載せ、さらにこの
上からセラミック基板をかぶせ、各部品を固定した後、
精密ガイドを取り外すという構造、工法が開発されてい
る。これは一般に転写工法といわれている。しかし、こ
の方法では、まず各半導体コリメータを形成する時点で
光軸調整が必要となりまた大きな問題として、転写を行
う際、必ずしも精度よく位置決めされるとは限らず、転
写後に各部品が光学的に結合せずに所望の特性、性能を
満たしていないということがある。特にこれは近年加入
者系にも適用が検討されているシングルモード光ファイ
バを用いた場合に顕著であり、実際のところ、完全無調
整とはいかず、転写前に結局はコリメータの徴調整を要
するようになり必ずしも量産性がよいとはいえない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 さらに小型化・量産性を
改善したものとして、図７は、本出願人によって出願中
の特願平３−２４６４１０号に示した光半導体モジュー
ルの斜視図である。

【０００８】図８は、図７の光半導体モジュールの断面
図である。図７、図８に示されるように、光半導体素子
（ＬＤ１、フォトダイオード２４，１１）と集光用レン
ズ２を同一基板（ガラス基板４）上に配置し、光半導体
素子をこの基板４上に形成された位置決め、固定と電極
を兼ね備えた金属薄膜６上に固定し、集光用レンズ２も
基板４上に形成された位置決め固定するための球レンズ
溝７に配置固定する構造が提案されている。この構造に
よれば、光半導体素子（ＬＤ１、フォトダイオード）と
集光用レンズ２および複数の光半導体素子ＬＤ１，ＰＤ
から出射あるいは入射される光を分岐、結合させる光学
素子（台形プリズム１９、平行四辺形プリズム２０、三
角形プリズム２１、レンズプリズム２２を側面同志貼り
合わせガスラ基板４のプリズム溝２３に固定されてい
る。）の位置関係は精度よく定まり、位置調整を要しな
い。例えば、レーザダイオードＬＤ１から出射された光
を集光用レンズ２を通して光ファイバに結合させる場合
は、ほぼ光ファイバを配置する位置にビームが集束する
ように光半導体素子ＬＤ１と集光用レンズ２の位置を金
属薄膜６と溝７の位置により定め、最後に光ファイバ端
末１５の位置を徴調整する。また、レーザダイオードＬ
Ｄ１から出射された光を分岐、結合機能を有する光学素
子プリズムに入射させるために平行ビームにする場合に
は、より両者を近づけた位置に配置するように金属薄膜
６とプリズム溝２３を設ける。この金属薄膜６は、例え
ば基板４上に金属薄膜の蒸着とフォトリソグラフィによ
り、また、溝７，２３は異方性ケミカルエッチングなど
の手法を用いて作製することができる。

【０００９】上述した本出願人による出願中の光半導体
モジュールの光学的な接続精度は、レーザダイオードＬ
Ｄ１の実装精度と球レンズ溝７のエッチングおよび球レ
ンズ２の外径精度とその実装精度、それに加え、分岐、
結合機能を有する光学素子（プリズム）を有する場合に
はその光学素子の実装精度により決まる。レーザダイオ
ードＬＤ１と球レンズ２の光軸に対して垂直な方向で水
平面上の位置ずれは金属薄膜６へのレーザダイオードＬ
Ｄ１の実装精度と球レンズ溝７のエッチングおよび球レ
ンズ２の外径精度とその実装精度によって決まる。ま
た、高さ方向の位置ずれはレーザダイオードＬＤ１の実
装時の高さ方向のばらつきと球レンズ溝７の径と球レン
ズ２の外径および実装時のばらつきによって決まり、前
者はレーザダイオードＬＤ１の活性層のある面（Ｐ−サ
イド）をガラス基板４側にして実装する方法を採用する
ことにより実用性のある位置ずれ精度内にすることがで
きる。水平方向と高さ方向の位置ずれ精度が数マイクロ
メータ以下に抑えられるため、光ファイバ端末１５の光
軸調整の際もほぼコバーガラス１４の窓の中心に光が出
射されているため、結合は極めて効率よく行える。

【００１０】しかしながら上述の方法ではＰ−サイドを
ガラス基板４側にしてレーザダイオードＬＤ１を実装す
ることにより高さ方向の位置精度を確保しているが、ガ
ラス基板４に近い位置から光ビームが出射されるため、
一定の広がりをもっている光ビームはガラス基板４に当
たってしまう。このため光ビームは部分的に遮断されて
損失が増大し、光半導体モジュールとして所望の特性が
得られないという課題がある。これを防ぐ手段としてガ
ラス基板４に光ビームが当たらないようにＰ−サイドを
ガラス基板４から離した状態でレーザダイオードＬＤ１
を実装する方法が考えられる。ところが、この方法では
高さ方向の位置精度が悪くなるという課題がある。ガラ
ス基板４からＰ−サイドまでの距離が長くなるため、高
さ方向の実装精度が落ちてしまう。このため、コバーガ
ラス１４の窓の中心に光が出射されず、光ファイバ端末
１５を光軸調整により結合させようとしたときの調整範
囲が広がり、調整の効率が著しく低下してしまう。著し
く光半導体素子の高さ方向の精度が悪い場合には調整し
きれず、所望の特性が得られないなどの課題があった。

【００１１】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたものであり、小型化され調整箇所の少ない量産性に
優れた光ビーム損失を防止できる光半導体モジュールを
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光半導体モジュ
ールは、同一基板上に配置固定した、光を分岐・結合す
る機能を有する光学素子と、少なくとも二つの光半導体
素子と、前記各半導体素子の前面に配置した集光用のレ
ンズと、該基板上に配置固定した前記光学素子とレンズ
を介して前記光半導体素子のおのおのと光学的に結合さ
れ実装される一本の光ファイバと、前記光半導体素子か
ら出射されレンズにより集光される光ビームの光路に沿
ってこの光ビームの幅よりも広い幅の該基板上に設けら
れた溝とを備えている。また前記溝が該基板表面のエッ
チングにより形成されるものである。

【００１３】

【作用】上記構成の本発明における光半導体モジュール
は、光半導体素子と光学素子と集光用レンズを同一基板
上に配置固定して、該基板上にエッチングにより形成さ
れた前記半導体素子から出射されレンズにより集光され
る光ビームの光路に沿ってこの光ビームの幅よりも広い
幅の溝を設けたので、光ビームの損失を回避することが
できる。

【００１４】

【実施例】次に図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１５】図１は本発明の一実施例である光半導体モ
ジュールの上面図である。

【００１６】図２は本発明の一実施例の光半導体モジュ
ールの断面図である。

【００１７】図３は本発明の光半導体モジュールの斜視
図である。本実施例の光半導体モジュールは、波長１．
３１マイクロメータの光を用いて同一波長で光送受信を
行う機能を備えたモジュールである。光半導体素子とし
てレーザダイオード１とＰＩＮフォトダイオード２４を
備え、集光用レンズとして球レンズ２を、また光分岐・
結合する光学素子として、側面にハーフミラー３０が蒸
着された三角形プリズム２１を有する。レーザダイオー
ド１から出射された光は球レンズ２で集光され平行光と
なり、三角形プリズム２１のハーフミラー３０を５０％
の光ビーム９が透過し、さらに共通ポート光ファイバ２
７側に配置された球レンズ２により再び集光され、共通
ポート光ファイバ２７に結合する。一方、共通ポート光
ファイバ２７から出射された光ビーム９は、球レンズ２
で集光され平行光となり、三角形プリズム２１のハーフ
ミラー３０で５０％の光が反射し、球レンズ２で集光さ
れ、ＰＩＮフォトダイオード２４に結合する。このよう
にして、本光半導体モジュールにより光送受信伝送が可
能となる。なお、集光用レンズ２の大きさは、結合効率
と光ビーム９の伝搬距離を考慮して、レーザダイオード
１の前面に配置された球レンズ２はφ０．８ｍｍ、ＰＩ
Ｎフォトダイオード２４の前面と共通ポート光ファイバ
２７側はφ１．２ｍｍを用いた。

【００１８】ここで、本発明の光半導体モジュールは、
レーザダイオード１、ＰＩＮフォトダイオード２４が厚
さ０．５ｍｍのガラス基板４にあらかじめ形成されたＣ
ｒ−Ａｕ金属薄膜６に半田１８を用いて固定されてい
る。また、３個の球レンズ２もすべてガラス基板４に設
けられた円形の球レンズ溝７の上に配置され、低融点ガ
ラス１７により固定されている。さらに、三角形プリズ
ム２１もガラス基板４に設けられたプリズムの底面と同
一形状のくぼみに配置され、樹脂３３により固定されて
いる。金属薄膜６はフォトリソグラフィにより、プリズ
ム、レンズを配置するくぼみと穴はガラス基板の異方性
エッチングを用いて形成した。また、上記光学部品は固
定の温度が高い方から、すなわち球レンズ２、光半導体
素子、プリズムの順でウェハー状態で一括して実装した
後、シリコン基板５の上に実装・固定され、ウェハーを
切断して光学部品が実装された個々のガラス基板４を作
製した。

【００１９】ここで、レーザダイオード１は活性層をガ
ラス基板４側にして実装し、発振部をガラス基板４の表
面すれすれにし、球レンズ２を配置する球レンズ溝７
は、レーザダイオード１側と共通ポート光ファイバ２７
およびＰＩＮフォトダイオード２４側でそれぞれφ０．
７ｍｍ、φ１．５４ｍｍとして光ビーム９の高さ方向の
位置を合わせた。しかし、ガラス基板４の表面が均一に
形成されている場合、ガラス基板４の表面すれすれから
出射され平行光になって伝搬する光ビーム９は、ガラス
基板４の表面によって部分的に遮断されてしまう。これ
を防ぐため、本発明ではガラス基板４の表面に、光ビー
ム９の光路に沿って光ビーム９の幅より広い幅を持つ溝
１０を設けた。これによって空間を伝搬する光ビーム９
はこの光ビーム通過溝１０の中を伝搬し、光ビーム９の
損失無しに光送受信伝送を可能としている。なお、上記
シリコン基板５作製後、これをパッケージ１３に実装
し、金属薄膜６のパッドと電極端子１２をワイヤボンデ
ィングにより接続後、レーザダイオード１を発振させた
状態で共通ポート光ファイバ２７を光軸調整して両者を
結合させた。このとき、レーザダイオード１とＰＩＮフ
ォトダイオード２４の相対的な位置関係はガラス基板４
のパターニング精度が高いため、精度よく決められてお
り、ＰＩＮフォトダイオード２４の位置精度も厳しくな
いため、無調整で結合される。このようにして、本発明
の光半導体モジュールを用いることにより、ウェハーの
プロセス技術を利用して、複数の光半導体素子と分岐・
結合する光学素子を有する光半導体モジュールも量産性
よく作製することが可能となる。

【００２０】次に図面を用いて本発明の他の実施例を説
明する。

【００２１】図４は本発明の他の実施例の光半導体モジ
ュールの斜視図である。波長１．３１マイクロメータ／
１．５５マイクロメータの光を用いた波長分割多重によ
る光送受信モジュールに適用した場合の一実施例を示す
ものである。光半導体モジュールはレーザダイオード１
と単一モード光ファイバと両者を光学的に結合させる集
光用球レンズ２と、レーザダイオード１から出射された
光ビームを分岐、結合させるため機能を持つのプリズム
などの光学素子から構成されている。

【００２２】図５は、本発明の他の実施例の光半導体モ
ジュールの縦断面図である。

【００２３】図６は、本発明の他の実施例の光半導体モ
ジュールの上面図である。

【００２４】レーザダイオード１と球レンズ２と４つの
光学素子（台形プリズム１９、平行四辺形プリズム２
０、三角形プリズム２１、レンズプリズム２２）は同一
のガラス基板４上に実装されており、実装後の位置調整
が不要となるように高精度な実装方法をとっている。レ
ーザダイオード１は厚さ０．５ｍｍのガラス基板４の表
面に形成されたＣｒ−Ａｕからなる金属薄膜６の上に半
田１８により固定されている。また、球レンズ２はφ
０．８ｍｍのＢＫ−７ガラスからできており、ガラス基
板４にあらかじめケミカルエッチングにより形成された
φ０．７ｍｍの穴形状の球レンズ溝７の上に配置され、
低融点ガラス１７により固定されている。台形プリズム
１９、平行四辺形プリズム２０、三角形プリズム２１、
レンズプリズム２２の光学素子は球レンズ溝７と同様に
ガラス基板４にあらかじめエッチングで形成されたプリ
ズム溝２３に配置され、樹脂３３により固定されてい
る。

【００２５】このように部品を固定したガラス基板４は
シリコン基板５の上に実装され、さらにレーザダイオー
ド１の球レンズ２とは反対側の端面近傍にはモニタ用の
フォトダイオード１１がシリコン基板５の上に実装され
ている。また、受光用のＰＩＮフォトダイオード２４
が、共通ポート用光ファイバから入射された光が光学素
子を通った後、出射される位置に実装されている。この
レーザダイオード１、球レンズ２、プリズム、ガラス基
板４、フォトダイオード１１、ＰＩＮフォトダイオード
２４を実装したシリコン基板５はコバー材からなるパッ
ケージ１３に実装され、電極端子１２とガラス基板４上
の金属薄膜６はワイヤボンディングにより接続される。
光学部品実装後、パッケージ１３の側面に設けられたコ
バーガラス１４の窓から出射された光ビーム９が光ファ
イバ端末１５中のロッドレンズ２５を通って集束し図５
のように光ファイバ３に結合する位置に光ファイバ端末
１５を光軸調整した後、ＹＡＧレーザ溶接により両者を
固定する。

【００２６】この光半導体モジュールの光学的な接続精
度はレーザダイオード１の実装精度と球レンズ溝７とプ
リズム溝２３のエッチングおよび球レンズ２の外径精
度、実装精度と光学素子の形状精度、実装精度により決
まる。レーザダイオード１と球レンズ２の光軸に対して
垂直な方向で水平面上の位置ずれは金属薄膜６へのレー
ザダイオード１の実装精度と球レンズ溝７とプリズム溝
２３のエッチングおよび球レンズ２の外径精度、実装精
度と光学素子の形状精度、実装精度によって決まり、本
実施例の場合、前者は数十回の試作においても±５マイ
クロメータ以下、後者についても球レンズ２と光学素子
の外径、形状精度が±１マイクロメータ、実装精度が±
３マイクロメータ以下と極めて高精度にこれを行えるこ
とが確認された。また、高さ方向の位置ずれはレーザダ
イオード１の実装時の高さ方向のばらつきと球レンズ溝
７の径と球レンズ２の外径および実装時のばらつきによ
って決まり、前者はレーザダイオード１のＰ−サイド８
をガラス基板４側にして実装するタイプを採用すること
により、±５マイクロメータ以下に抑えることが可能と
なり、球レンズ２の実装後の中心軸の高さも±３マイク
ロメータ以下にすることができた。Ｐ−サイド８をガラ
ス基板４側にしてレーザダイオード１を実装する方法を
採用すれば高さ方向の位置精度は確保できるが、ガラス
基板４に近い位置から光ビーム９が出射されるため、従
来はガラス基板４により光ビーム９が部分的に遮断さ
れ、光の損失の原因となっていた。本発明の光半導体モ
ジュールでは、光ビーム９の光路となる部分のガラス基
板４に光ビーム９が完全に通れる幅をもつ光ビーム通過
溝１０を設けることにより、Ｐ−サイド８をガラス基板
４に近づけてレーザダイオード１を実装しても光ビーム
９を遮断すること無く光学的結合を実現することができ
る構造となっている。このため光ビーム９の損失がな
く、かつレーザダイオード１の高さ方向の実装精度を±
５マイクロメータ以下に抑えることができる。このよう
な水平方向と高さ方向の位置ずれ精度を実現すれば、ほ
ぼコバーガラス１４の窓の中心に光ビーム９が出射され
るため、光ファイバ端末１５の光軸調整、結合は極めて
効率よく行える。

【００２７】一方、ガラス基板４への金属薄膜６、球レ
ンズ溝７、プリズム溝２３および光ビーム通過溝１０の
形成は、本実施例においては、５インチウェハーを使い
フォトリソグラフィを用いて金属薄膜６、球レンズ溝
７、プリズム溝２３および光ビーム通過溝１０のパター
ニングを行い、金属薄膜６の蒸着および球レンズ溝７、
プリズム溝２３と光ビーム通過溝１０のエッチングをウ
ェハー単位で行ったので半導体デバイスと同様、非常に
量産性よく製造できた。１チップあたりの大きさは長さ
６ｍｍ、幅３ｍｍである。さらに、レーザダイオード
１、球レンズ２、光学素子の実装はウェハー単位で一括
して行って実装後に個別のチップに切断すればよく、光
学部品の実装面でも非常に量産性に優れている。

【００２８】各光学部品はシリコン基板５に載せられた
ガラス基板４上に位置精度よく実装され、さらにパッケ
ージ１３に収容される。この状態で、パッケージ１３の
側面にあるコバーガラス１４窓、１．３１マイクロメー
タ反射フィルター２６を通して共通ポート光ファイバ２
７、１．５５マイクロメータ用光ファイバ２８に光学的
に結合する。レーザダイオード１から出射された光は球
レンズ２によりコリメート光となり、各プリズムを透過
するため、これをロッドレンズ２５により集光し各光フ
ァイバに結合させる。

【００２９】本実施例の光半導体モジュールを使用した
光送受信モジュールの大きさは全長２５ｍｍ、幅１２ｍ
ｍ、高さ４ｍｍであり、光ファイバ端末１５以外は調整
部が不要であるため、非常に小型化できる。また、光半
導体素子、レンズ、プリズムはすべてウェハー上で一括
して無調整または画像処理による位置決めで実装でき、
しかも例えば１枚の５インチウェハーで１００チップ近
く製造できるので、量産性にも優れている。

【００３０】また、ガラス基板４を用いずにシリコン基
板５を直接異方性エッチングしてレンズ溝、プリズム溝
と光ビーム通過溝１０を作製することもできる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は光半導体素子、集光用レンズと
光学素子を同一基板上に実装し、光半導体素子、集光用
レンズと光学素子を高精度に実装できるような構造にす
ることにより光ファイバ端末の光軸調整を容易にし、量
産性を大幅に向上させるものである。光学部品の実装精
度を向上させるために基板にはフォトリソグラフィーを
用いて金属薄膜と各種溝のパターニングを行い、金属薄
膜の蒸着と、ケミカルエッチング等による球レンズ溝、
プリズム溝の形成によって光半導体素子と球レンズ、光
学素子の実装についての水平方向の位置決め機能ももた
せた。また、高精度に実装するためにレーザダイオード
のＰ−サイドを基板に近づけて実装するが、その際に問
題となる基板での光ビームの遮断を光路溝を設けて防
ぎ、高さ方向の位置決めについても簡易に、しかも再現
性、量産性よく行える構造としている。

【００３２】上述のような実装技術を用いることによ
り、例えばレーザダイオードから出射された光はレンズ
により集光され、プリズムを通してほぼ再現性よく光フ
ァイバが固着される位置に結合する。これを若干の光フ
ァイバを位置調整により光軸調整を行うことにより、光
ビームの損失無しに非常に安価に光送受信モジュールを
製造することを可能とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である光半導体モジュールの
上面図である。

【図２】本発明の一実施例である光半導体モジュールの
断面図である。

【図３】本発明の一実施例である光半導体モジュールの
斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例の光半導体モジュールの斜
視図である。

【図５】本発明の他の実施例の光半導体モジュールの縦
断面図である。

【図６】本発明の他の実施例の光半導体モジュールの上
面図である。

【図７】本出願人による出願中の光半導体モジュールの
斜視図である。

【図８】本出願人による出願中の光半導体モジュールの
断面図である。

【図９】従来の個別光デバイスによる光送受信モジュー
ルの構成図である。

【図１０】従来の２波光合分波器の構造図である。

【図１１】従来のＬＤコリメータパッケージの構造図で
ある。

【図１２】従来のＡＰＤパッケージの構造図である。

【図１３】従来の光ファイバコリメータパッケージの構
造図である。

【図１４】従来の光半導体モジュールの組立法説明図で
ある。

【符号の説明】

１ レーザダイオード ２ 球レンズ ３ 光ファイバ ４ ガラス基板 ５ シリコン基板 ６ 金属薄膜 ７ 球レンズ溝 ８ Ｐ−サイド ９ 光ビーム １０ 光ビーム通過溝 １１ フォトダイオード １２ 電極端子 １３ パッケージ １４ コバーガラス １５ 光ファイバ端末 １６ ＹＡＧレーザ溶接固定部 １７ 低融点ガラス １８ 半田 １９ 台形プリズム ２０ 平行四辺形プリズム ２１ 三角形プリズム ２２ レンズプリズム ２３ プリズム溝 ２４ ＰＩＮフォトダイオード ２５ ロッドレンズ ２６ １．３１マイクロメータ反射フィルタ ２７ 共通ポート光ファイバ ２８ １．５５マイクロメータポート光ファイバ ２９ １．３１／１．５５マイクロメータ分離フィル
タ ３０ ハーフミラー ３１ 全反射面 ３２ ガラス管 ３３ 樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 6/26 G02B 6/24 G02B 6/32 G02B 6/34 H04B 10/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を発生又は／及び受光する光半導体素
   子と、前記光を分岐・結合する光学素子と、前記光半導
   体素子の発生又は受光する方向に配置した集光用レンズ
   とをそれぞれ光軸を一致させて配置した光半導体モジュ
   ールであって、 ウエハー状の平面のガラス基板の各チップに、前記光半
   導体素子から発生又は受光する光ビームの光路に沿って
   前記各チップの表面に前記光路の幅より広い幅の溝をフ
   ォトリソグラフィーによってパターニングして形成し 、前記各チップ毎に、前記ガラス基板を前記フォトリソグ
   ラフィによりパターニングして所定個所に形成された金
   属薄膜上に前記光半導体素子を配置して半田付けし、前
   記ガラス基板に異方性エッチングにより円形の穴を形成
   して該円形の穴上に前記集光用レンズを配置して低融点
   ガラスで固定し、前記ガラス基板に前記異方性エッチン
   グにより前記光学素子の底面と同一形状のくぼみを形成
   して固定して、前記光半導体素子と前記集光用レンズと
   前記光学素子との光軸を一致させた形状とし、 前記ウエハー状の平面のガラス基板を切断して各チップ
   毎のモジュールを得た ことを特徴とする光半導体モジュ
   ール。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光半導体モジュールに
   おいて、前記光半導体素子から発生した光は球レンズで
   ある前記集光用レンズで平行光となって前記光学素子を
   通り、前記光学素子を通った光は球レンズである別個の
   前記集光用レンズで集光されて光ファイバに導通され、
   前記光学素子で反射した反射光は球レンズである更に別
   個の前記集光用レンズで集光されて前記受光する光半導
   体素子に入力されることを特徴とする光半導体モジュー
   ル。