JP3594510B2 - Optical module - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバと半導体光素子を有する送信および受信用モジュールに適する光モジュールに関し、特にマーカーを用いたパッシブアライメント法により組み立てられたハイブリット型光モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の、マーカーを用いたパッシブアライメント法によるモジュール作製方法の概略を図1に示す。図1は半導体光素子1とその搭載用基板2からなる実装方法の概念図である。半導体光素子1は真空ピンセット9等で裏面を吸着され、搭載用基板2上部に保持される。そして、赤外顕微鏡等を用いて半導体光素子1上のアライメントマーク5と搭載用基板2上のアライメントマーク7とにより位置合わせを行った後、半導体光素子1上の電極用金属3と搭載用基板2上のハンダ6とを接触させて搭載用基板固定用台座10内のヒーター11により加熱することで合金を作り、電気的及び機械的結合を得る。その後、あらかじめ搭載用基板2上に形成しておいた光ファイバ固定用のV字型の溝(図示しない)に光ファイバ(図示しない)を載せ、これらを接着剤等で固定して光モジュールを作製する。
【0003】
このようなパッシブアライメント法により光ファイバと半導体光検出器とを結合させる場合、効率的に光を受けるためには、受光面の大きな光検出器が有効とされる。しかし、一般にその受光面を大きくすると帯域が狭くなり、高速の信号に対しては感度が悪くなる。そこで、光ファイバとの結合トレランス(許容度)が大きく、高感度で、しかも帯域の広く取れる光検出器として、屈折型フォトダイオードと呼ばれる半導体光検出器が開発されている。
【0004】
図2にこの屈折型フォトダイオードの断面図を示す。ここで、12は半絶縁性InP基板、13はn型InP層、l4はInGaAs光吸収層、15はp型半導体層(InP層)、16はp型InGaAsPコンタクト層、17は絶縁膜(窒化膜)、18はp側オーミック電極、19はn側オーミック電極、20はp側電極、21はn側電極、および22は反射防止膜(無反射膜;受光領域)である。この図2の右方向から、傾斜のついた光屈折部22に光が入射されると、光は図2の下の方向に曲げられる。従って、光入射位置を光吸収層14よりも上の位置にしておけば、光は必ず光吸収層14に達することになる。通常の導波路構造光検出器は、光吸収層部分に光を直接入射させなければならないため、結合トレランスが小さいが、この屈折型フォトダイオードは光吸収層14より上に光を入射させれば良いため、結合トレランスが大きい。また、通常の導波路構造光検出器のトレランスを改善するためには、光吸収層の体積を大きくすればよいが、その場合、内部で発生したキャリアの走行時間が長くなってしまい、高速信号に応答できなくなる。一方、屈折型フォトダイオードは、曲げられた光が通過する部分にのみ光吸収層14があれば良く、また、その厚さも光を吸収するのに十分な2μm程度でよいので、高速信号にも応答可能であるという特徴を持っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような屈折型フォトダイオードを図1に示すような実装方法で基板に搭載しようとすると、その表面に突起した光吸収部等14〜20が搭載用基板(半導体光素子搭載用基板)2の表面にぶつかるため、光吸収部等の突起部分を収容するための溝を搭載用基板2側にあらかじめ形成しておかなければならず、製作工程が複雑になるという解決すべき課題があった。
【0006】
本発明は、上述の課題を改善するためになされたもので、その目的は、製作工程数を増やすことなく、屈折型フォトダイオードを含む、表面に突起のある半導体光素子および通常の表面に突起のない半導体光素子全般を、搭載用基板上に同一光軸上で搭載することを可能とする光モジュールを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、光ファイバ固定用のガイド溝が1本以上形成された光素子搭載用基板と、前記ガイド溝に固定された1本以上の光ファイバと、前記光素子搭載用基板に搭載された1個以上の光素子とを有し、かつ前記光素子には活性領域が前記ガイド溝の真上に配置されて前記光ファイバと光結合する光素子が含まれている光モジュールにおいて、前記活性領域が前記ガイド溝の真上に配置されて前記光ファイバと光結合する光素子は、該光素子の表面から突出した前記活性領域を含む領域を有し、該活性領域を含む領域の少なくとも一部分が前記ガイド溝内に収容される光素子であって、該光素子は、傾斜のついた端面からなる光屈折率部を有し、入射光が該光屈折率部で光吸収層を透過するように曲げられる屈折型フォトダイオードを少なくとも含むことを特徴とする。
【0010】
また、前記光素子としての半導体光増幅器と屈折型フォトダイオードが同一の前記ガイド溝に収容されることを特徴とすることができる。
【0011】
また、前記光素子としての半導体発光素子と屈折型フォトダイオードとが同一の前記ガイド溝に収容されることを特徴とすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0013】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態の光モジュールは、光ファイバ固定用のガイド溝が形成された基板と、光ファイバと、屈折型フォトダイオードの組合せで構成される。その光モジュールの基本構造を図3に示す。図3の(a)は光ファイバ、屈折型フォトダイオードおよび搭載用基板からなる受信モジュール(光モジュール)の断面構造を示す図であり、図3の(b)は搭載用基板の表面を真上から見た図である。また図3の(c)は屈折型フォトダイオードの表面を真上から見た図である。
【0014】
前述の図2の断面図に示すように、屈折型フォトダイオード23は、半絶縁性InP基板12とその上に形成したn型InP層13とInGaAs光吸収層14とp型半導体層15とから構成され、結晶方位を利用したウェットエッチングにより端面に傾斜をつけた構造となっている。また、図3の(c)の屈折型フォトダイオード23の上面図に示すように、p層上およびn層上からそれぞれp側電極20およびn側電極21を取り出していて、これら電極と光吸収層のない部分にパッシブアライメントの際のアライメントマーク5が形成してある。
【0015】
このような屈折型フォトダイオード23と半導体光素子搭載用基板2の製造方法の一例を以下に説明する。
【0016】
最初に、屈折型フォトダイオード23の製造工程を図2を参照して説明する。
【0017】
まず、半絶縁性InP基板12上に、n型InP層13を1.0μmと、ノンド−プInGaAs光吸収層14を2.0μmと、ノンドープInP層15を2.0μmと、禁制帯幅が波長にして1.5μmに対応するノンドープInGaAsPコンタクト層16を0.5μmとを、それぞれ順に成長させる。その後、全面に窒化膜を形成し、光吸収層として使用する部分のみ、その窒化膜をエッチングする。その後、拡散法により亜鉛を拡散し、窒化膜をエッチングした部分のみp型とする。窒化膜を除去後、光吸収層として使用する部分のみにフォトレジストを島状に残し、エッチングによりn型InP層13を露出させる。再び全面に窒化膜17を形成し、光吸収層の上部のp型InGaAsPコンタクト層16の一部とn型InP層13の一部を露出させる。
【0018】
次に、蒸着によりNi(10nm)とZn(30nm)とAu(100nm)をp型InGaAsPコンタクト層16上に形成する。この際、同時に形成しておいたレジストパターンにより、InGaAsPコンタクト層16が無い部分にアライメントマーク5を形成する。同様にして、n型InP層13上にAuGe(100nm)とNi(20nm)とAu(500nm)を堆積する。そして、水素雰囲気中で420℃まで昇温し、p側オーミック電極18とn側オーミック電極19を形成する。さらに、p側オーミック電極18上に蒸着によりTi(50nm)とPt(100nm)とAu(800nm)を堆積し、p側電極20を作製する。同様に、n側オーミック電極19上にTi(50nm)とPt(100nm)とAu(300nm)を堆積し、n側電極21を作製する。そして、光入射部となる端面部分以外にフォトレジストを残し、ウェットエッチングを行うことで端面に傾斜のついた光屈折部が形成される。最後に、500μm×350μmの大きさに劈開し、光屈折部表面に反射防止膜22を形成することで、屈折型フォトダイオード23を製造する。
【0019】
次に、搭載用基板の製造工程を図3の(a),(b)を参照して説明する。
【0020】
まず、p型Si基板24を熱酸化させることにより1μm厚のSiO2 膜(絶縁膜)25を形成する。その後、フォトレジストを使い、ファイバ固定用ガイド溝パターンを形成する。ドライエッチングによりSiO2 膜25をエッチングした後、フォトレジストを除去し、水酸化カリウム水溶液中でエッチングし、V溝29を形成する。そして、フォトレジストを用いて電極パターンとアライメントマ−ク用のパターンを形成する。そして、蒸着によりCr(50nm)とAu(500nm)を堆積することで、電流注入用電極26とアライメントマーク27を作製する。さらに、電流注入用電極26上で屈折型フォトダイオード23の電極20および21と接触する部分に、AuSnハンダ28を2.5μm蒸着する。最後に、フォトレジスト除去後、ダイシングソーを使い、3mm×7mmの大きさの搭載用基板2を製造する。
【0021】
このようにして製造された屈折型フォトダイオード23と搭載用基板2を使用して、以下のようにして実装する。
【0022】
まず、搭載用基板2をヒーター11の付いた台座10(図1参照)に固定する。次に、屈折型フォトダイオード23をp側が下に向くように置き、半絶縁性基板12側を真空ピンセット9(図1参照)で吸着する。そして、屈折型フォトダイオード23を搭載用基板2上に移動し、赤外顕微鏡で屈折型フォトダイオード23上のアライメントマーク5と搭載用基板2上のアライメントマーク27とを見ながら位置合わせを行う。その後、図3の(a)に示すように、半屈折型フォトダイオード23を搭載用基板2上に押しつけながら、300℃まで加熱することで、屈折型フォトダイオード23と搭載用基板2との接着を行う。そして、光ファイバ30を搭載用基板2のV溝29内に挿入し、V溝29内の隙間にUV硬化樹脂を流し込み、UV光(紫外線光)を照射してその樹脂を硬化させることで光ファイバ30をV溝29内に固定する。
【0023】
このようにして作製した受信モジュールの特性を調べたところ、光ファイバ30と屈折型フォトダイオード23の位置ずれが水平方向に±15μmのときに、受信感度に1dBの劣化が観測された。同様に、光ファイバ30と屈折型フォトダイオード23の位置が垂直方向には±7μm、光軸方向には100μmずれたときに、1dBの受信感度劣化が観測された。
【0024】
なお、本実施形態では、屈折型フォトダイオード23としてInP系の発光素子の場合を示したが、GaAs系でもII−VI族半導体でも良い。さらに、本実施形態では、搭載用基板2としてSi基板を用いたが、セラミック、ガラス、プラスチックなどの絶縁体でも金属でも良いことは言うまでもない。また、電極として、半導体光素子側の電極20、21にはTi/Pt/Auを、搭載用基板側の電極26にはCr/Auを用いたが、それら金属と他の素材との組合せでも良いし、密着性を向上させるためにNi等の金属を組み合わせても良い。また、本実施形態では搭載用基板上のSiO2 膜25を熱酸化により製作したが、スパッタ法やプラズマCVD法等で製作しても良い。さらに、光ファイバ固定用のガイド溝29をウェットエッチングで形成したが、ダイシング(dicing)による機械加工で形成しても良いし、その形状もV字だけでなく、矩形や半円形でも良い。また、セラミック、ガラス、プラスチックなどの絶縁体や金属を搭載用基板とする場合は、金型を使った成形加工により光ファイバ固定用のガイド溝を形成しても良い。
【0025】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態の光モジュールの構成を図4を示す。本発明の第2の実施形態の光モジュールは、光ファイバ固定用のガイド溝が形成された基板と、光ファイバと、半導体光増幅器と屈折型フォトダイオードの組合せで構成される。図4の(a)は光ファイバ、半導体光増幅器、屈折型フォトダイオードおよび搭載用基板からなる受信モジュールの断面構造を示す図であり、図4の(b)は搭載用基板表面を真上から見た図であり、図4の(c)は半導体光増幅器の表面を真上から見た図である。
【0026】
図4の(a)に示すように、半導体光増幅器45は、n型InP基板31と、その上に形成されたInGaAsP活性層32と、p型InPクラッド層およびp型InGaAsPコンタクト層からなるp型半導体層33とを有している。また、InGaAsP活性層32の両側には、垂直テーパー型スポットサイズ変換領域34が集積されている。これと垂直な方向の断面には、InGaAsP活性層32の周りに電流狭窄層が形成されている。p型半導体層33のp型InGaAsPコンタクト層上にはp側電極35が形成され、n型InP基板31上にはn側電極36が形成されている。この半導体光増幅器45は、搭載用基板2側とハンダ28で接合されている。半導体光増幅器45の表面のp側電極35に覆われていない部分にそれぞれ位置合わせ用のアライメントマーク37が形成されている。なお、40は素子支え用ダミー電極である。一方、半導体光素子搭載用基板2の表面には光ファイバ固定用V溝29、電流注入用の電極26、半導体光素子実装のための接着用ハンダ28、半導体光増幅器用アライメントマーク39が形成されている。
【0027】
上述のような半導体光増幅器45と半導体光素子搭載用基板2の製造方法の一例を以下に説明する。
【0028】
最初に図4の(a),(c)を参照して半導体光増幅器45の製造工程を説明する。
【0029】
まず、n型InP基板31上に、禁制帯幅が波長にして1.55μmに対応するノンドープInGaAsP活性層32を0.5μmと、p型InP層33を0.1μm成長する。その後、表面にSiO2 膜を堆積し、発光領域長に対応する600μmの長さのレジストバターンを形成する。このフォトレジストをマスクとしてSiO2 膜と半導体をエッチングする。フォトレジスト除去後、InGaAsPを成長することで、InGaAsP活性層32の両側に垂直テーパー型スポットサイズ変換領域34が集積される。SiO2 膜除去後、再び全面にSiO2 膜を堆積する。その上に、フォトレジストで幅0.5μmのストライプを形成し、SiO2 膜と半導体をエッチングする。レジスト除去後、p−InP層33とn−InP層31を成長して、これでInGaAsP活性層32の周りを埋め込む。SiO2 膜除去後、全面にp−InP層33を1.5μmと、0.3μmのp型InGaAsP層32をそれぞれ順に成長させることで、p型半導体層33が形成され、埋込み構造が完成する。
【0030】
そして、スポットサイズ変換領域34の上部にある1nGaAsPコンタクト層を除去後、全面にSiO2 膜を堆積し、今度は活性層上部のみSiO2 膜をエッチングする。次に、蒸着によりNi(10nm)とZn(30nm)とAu(100nm)をInGaAsPコンタクト層上と端面近くに形成する。この際、フォトレジストを使ったリフトオフにより、アライメントマーク37を同時に形成する。そして、n型InP基板31側を研磨して、その厚さを約100μm程度にした後、n型InP基板31側に、蒸着によりAuGe(100nm)とNi(20nm)とAu(500nm)とを堆積する。このとき、スポットサイズ変換領域34には電極金属が付かないように、フォトレジストで保護しておく。フォトレジスト除去後、水素雰囲気中で420℃まで昇温し、さらにp側およびn側に蒸着によりTi(50nm)とPt(100nm)とAu(800nm)を堆積し、p側電極35とn側電極36を形成する。最後に、幅500μm、長さ1200μmの大きさに劈開し、両端面に反射防止膜38を電子ビーム蒸着器で堆積させることで、半導体光増幅器45を製造する。
【0031】
搭載用基板2の作製方法は前述の本発明第1の実施形態のものと同様である。
【0032】
このようにして製造された半導体光増幅器45を、第1の実施形態と同様に、アライメントマーク37と39とが一致するように位置合わせを行い、搭載用基板2上に搭載する。その後、屈折型フォトダイオード23をアライメントマーク5と27とが一致するように位置合わせを行い、搭載用基板2上に搭載する。最後に、光ファイバ30をV溝29内に挿入し、UV硬化樹脂を用いて光ファイバ30をV溝29に固定する。
【0033】
このようにして作製した受信モジュールの特性を調べたところ、光ファイバ30と半導体光増幅器45の位置ずれが、水平方向に±2μmのときに受信感度に1dBの劣化が観測された。同様に、光ファイバ30と半導体光増幅器45の位置が垂直方向には±1.5μm、光軸方向には10μmずれたときに1dBの受信感度劣化が観測された。また、半導体光増幅器45に電流を70mA流した場合、2.5Gbpsの信号に対して、ビットエラーレートが10−10 の時の受信感度は−30.5dBmであった。
【0034】
(第3の実施形態)
図5に示すように、本発明の第3の実施形態の光モジュールは、光ファイバ固定用のガイド溝が形成された基板と、光ファイバと、半導体レーザ(半導体発光素子)と、屈折型フォトダイオードとの組合せで構成される。図5の(a)は光ファイバ、半導体レーザ、屈折型フォトダイオードおよび搭載用基板からなる送信モジュールの断面構造を示す図であり、図5の(b)は搭載用基板の表面を真上から見た図であり、図5の(c)は半導体レーザの表面を真上から見た図である。
【0035】
本実施形態の光モジュールを作製方法の一例を以下に説明する。
【0036】
前述の本発明の第1の実施形態と同様にして、屈折型フォトダイオード23を製造する。
【0037】
また、半導体レーザ46は前述の本発明の第2の実施形態の半導体光増幅器45の製造方法と同様の工程で製作し、端面に反射防止膜を形成する前の段階で半分の大きさに劈開し、両端面に形成する膜(誘電体膜)41の反射率を相乗平均で30%以上にすることで作製される。
【0038】
このようにして製造された半導体光レーザ46を、前述の本発明の第2の実施形態と同様に、半導体レーザ46のアライメントマーク42と搭載用基板2のアライメントマーク43とが一致するように位置合わせを行い、半導体レーザ46を搭載用基板2上に搭載する。その後、屈折型フォトダイオード23を前述のアライメントマーク5と27とが一致するように位置合わせをおこない、屈折型フォトダイオード23を搭載用基板2上に搭載する。最後に、光ファイバ30をV溝29内に挿入し、UV硬化樹脂を用いて光ファイバ30をV溝29に固定する。
【0039】
このようにして作製した送信モジュールの特性を調べたところ、光ファイバ30と半導体レーザ46の位置ずれが、水平方向に±2μmのときに結合効率に1dBの劣化が観測された。同様に、光ファイバ30と半導体レーザ46の位置が垂直方向には±1.5μm、光軸方向には10μmずれたときに1dBの結合効率の劣化が観測された。また、屈折型フォトダイオード23で半導体レーザ46の出力をモニターし、その出力に対応した電気的な帰還を半導体レーザ46に加えることで、光ファイバ30から一定の光出力を得ることができた。
【0040】
(他の実施形態)
本発明の上記各実施形態では、半導体光素子搭載用基板に形成された光ファイバ固定用ガイド溝が1本である場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、複数本の光ファイバ固定用ガイド溝が半導体光素子搭載用基板に形成されている場合も含む。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、製作工程数を増やすことなく、屈折型フォトダイオードを含む、表面に突起のある半導体光素子および通常の表面に突起のない半導体光素子全般を、搭載用基板上に同一光軸上で搭載することができ、また位置トレランスの大きな屈折型フォトダイオードを製造工程の増加無しに光素子搭載用基板上に搭載可能であるので、アライメントマークを用いるパッシブアライメント法が容易となり、モジュール製造コストが大幅に減少できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の実装方法を示す図で、その光モジュールおよび搭載用基板の断面構造を示す概念図である。
【図2】屈折型フォトダイオードの構成を示す概念図である。
【図3】本発明の第1の形態の光モジュールの構成を示す概念図であり、(a)は光モジュールの断面図、(b)は搭載用基板の表面の構成を示す上面図であり、(c)は屈折型フォトダイオードの表面の構成を示す上面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態の光モジュールの構成を示す概念図であり、(a)は光モジュールの断面図、(b)は搭載用基板の表面の構成を示す上面図であり、(c)は半導体光増幅器の表面の構成を示す上面図である。
【図5】本発明の第3の実施形態の光モジュールの構成を示す概念図であり、(a)は光モジュールの断面図、(b)は搭載用基板の表面の構成を示す上面図であり、(c)は半導体レーザの表面の構成を示す上面図である。
【符号の説明】
1 半導体光素子
2 半導体光素子搭載用基板
3 電極用金属、
4 電極用金属
5 アライメントマーク
6 ハンダ、
7 アライメントマーク
8 電極用金属
9 真空ピンセット
10 搭載用基板の固定用台座
11 ヒーター
12 半絶縁性InP基板
13 n型InP層
l4 InGaAs光吸収層
15 p型半導体層(InP層)
16 p型InGaAsPコンタクト層
17 絶縁膜(窒化膜)
18 p側オーミック電極
19 n側オーミック電極
20 p側電極(Ti/Pt/Au電極)
21 n側電極(Ti/Pt/Au電極)
22 反射防止膜
23 屈折型フォトダイオード
24 Si基板
25 絶縁膜(SiO2 膜)
26 電流注入用電極(Cr/Au電極)
27 アライメントマ−ク
28 ハンダ
29 光ファイバ固定用ガイド溝(V溝)
30 光ファイバ
31 n型InP基板
32 InGaAsP活性層
33 p型半導体層
34 スポットサイズ変換領域
35 p側電極
36 n側電極
37 アライメントマーク
38 反射防止膜
39 アライメントマーク
40 素子支え用ダミー電極
41 誘電体膜
42 アライメントマ−ク
43 アライメントマーク
45 半導体光増幅器
46 半導体レーザ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical module suitable for a transmitting and receiving module having an optical fiber and a semiconductor optical element, and more particularly to a hybrid optical module assembled by a passive alignment method using a marker.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 schematically shows a conventional module manufacturing method by a passive alignment method using a marker. FIG. 1 is a conceptual diagram of a mounting method including a semiconductor
[0003]
When an optical fiber and a semiconductor photodetector are coupled by such a passive alignment method, a photodetector having a large light receiving surface is effective for efficiently receiving light. However, in general, when the light receiving surface is enlarged, the band becomes narrow, and the sensitivity to high-speed signals deteriorates. Therefore, a semiconductor photodetector called a refraction photodiode has been developed as a photodetector having a large coupling tolerance (tolerance) with an optical fiber, high sensitivity, and a wide bandwidth.
[0004]
FIG. 2 shows a sectional view of the refraction photodiode. Here, 12 is a semi-insulating InP substrate, 13 is an n-type InP layer, 14 is an InGaAs light absorbing layer, 15 is a p-type semiconductor layer (InP layer), 16 is a p-type InGaAsP contact layer, and 17 is an insulating film (nitride). Film, 18 is a p-side ohmic electrode, 19 is an n-side ohmic electrode, 20 is a p-side electrode, 21 is an n-side electrode, and 22 is an anti-reflection film (anti-reflection film; light-receiving region). When light is incident on the inclined
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the above-described refraction photodiode is mounted on the substrate by the mounting method shown in FIG. 1, the
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor optical device having a projection on a surface and a projection on a normal surface, including a refraction photodiode, without increasing the number of manufacturing steps. It is an object of the present invention to provide an optical module that can mount all semiconductor optical devices without any components on a mounting substrate on the same optical axis.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0010]
Also, the semiconductor optical amplifier and the refraction photodiode as the optical element may be housed in the same guide groove.
[0011]
Further, a semiconductor light emitting element as the optical element and a refraction photodiode are housed in the same guide groove.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
(1st Embodiment)
The optical module according to the first embodiment of the present invention includes a combination of a substrate having a guide groove for fixing an optical fiber, an optical fiber, and a refraction photodiode. FIG. 3 shows the basic structure of the optical module. FIG. 3A is a diagram illustrating a cross-sectional structure of a receiving module (optical module) including an optical fiber, a refraction photodiode, and a mounting substrate, and FIG. 3B is a diagram illustrating a surface of the mounting substrate directly above. FIG. FIG. 3C is a view of the surface of the refraction photodiode as viewed from directly above.
[0014]
As shown in the cross-sectional view of FIG. 2 described above, the
[0015]
An example of a method of manufacturing such a
[0016]
First, a manufacturing process of the
[0017]
First, on the
[0018]
Next, Ni (10 nm), Zn (30 nm), and Au (100 nm) are formed on the p-type
[0019]
Next, a manufacturing process of the mounting substrate will be described with reference to FIGS.
[0020]
First, a 1 μm thick SiO 2 film (insulating film) 25 is formed by thermally oxidizing the p-
[0021]
Using the
[0022]
First, the mounting
[0023]
When the characteristics of the receiving module manufactured as described above were examined, when the positional deviation between the
[0024]
In the present embodiment, the case where the
[0025]
(Second embodiment)
Next, FIG. 4 shows a configuration of an optical module according to a second embodiment of the present invention. The optical module according to the second embodiment of the present invention includes a substrate having a guide groove for fixing an optical fiber, an optical fiber, a combination of a semiconductor optical amplifier and a refraction photodiode. FIG. 4A is a diagram showing a cross-sectional structure of a receiving module including an optical fiber, a semiconductor optical amplifier, a refraction photodiode, and a mounting substrate. FIG. 4B is a diagram showing the mounting substrate surface from directly above. FIG. 4C is a diagram in which the surface of the semiconductor optical amplifier is viewed from directly above.
[0026]
As shown in FIG. 4A, the semiconductor
[0027]
An example of a method for manufacturing the semiconductor
[0028]
First, the manufacturing steps of the semiconductor
[0029]
First, on the n-
[0030]
Then, after removing the 1 nGaAsP contact layer above the spot
[0031]
The method of manufacturing the mounting
[0032]
The semiconductor
[0033]
When the characteristics of the receiving module manufactured as described above were examined, when the positional deviation between the
[0034]
(Third embodiment)
As shown in FIG. 5, the optical module according to the third embodiment of the present invention includes a substrate having a guide groove for fixing an optical fiber, an optical fiber, a semiconductor laser (semiconductor light emitting element), and a refraction type photo diode. It is composed of a combination with a diode. FIG. 5A is a diagram illustrating a cross-sectional structure of a transmission module including an optical fiber, a semiconductor laser, a refraction photodiode, and a mounting substrate. FIG. FIG. 5C is a diagram in which the surface of the semiconductor laser is viewed from directly above.
[0035]
An example of a method for manufacturing the optical module of the present embodiment will be described below.
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The semiconductor
[0039]
When the characteristics of the transmission module manufactured as described above were examined, a degradation of 1 dB in the coupling efficiency was observed when the displacement between the
[0040]
(Other embodiments)
In each of the above embodiments of the present invention, the case where the number of optical fiber fixing guide grooves formed on the substrate for mounting a semiconductor optical element is one is illustrated, but the present invention is not limited to this, and a plurality of optical fibers This also includes the case where the fixing guide groove is formed in the semiconductor optical element mounting substrate.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, without increasing the number of manufacturing steps, it is possible to mount a semiconductor optical device having a projection on a surface and a semiconductor optical device having no projection on a normal surface, including a refraction photodiode. Passive alignment using alignment marks, because it can be mounted on the same optical axis on a substrate for mounting, and a refraction photodiode with a large position tolerance can be mounted on the substrate for mounting optical elements without increasing the manufacturing process. The method becomes easy, and the module manufacturing cost can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a conventional mounting method, and is a conceptual diagram showing a cross-sectional structure of an optical module and a mounting substrate.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration of a refraction photodiode.
3A and 3B are conceptual diagrams illustrating a configuration of an optical module according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a cross-sectional view of the optical module, and FIG. 3B is a top view illustrating a configuration of a surface of a mounting substrate; And (c) is a top view showing the configuration of the surface of the refraction photodiode.
4A and 4B are conceptual diagrams illustrating a configuration of an optical module according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view of the optical module, and FIG. 4B is a top view illustrating a configuration of a surface of a mounting substrate. FIG. 2C is a top view showing the configuration of the surface of the semiconductor optical amplifier.
FIGS. 5A and 5B are conceptual diagrams illustrating a configuration of an optical module according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a cross-sectional view of the optical module, and FIG. 5B is a top view illustrating the configuration of the surface of a mounting substrate; FIG. 2C is a top view showing the configuration of the surface of the semiconductor laser.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
4 Metal for
7 Alignment mark 8
16 p-type
18 p-side ohmic electrode 19 n-side ohmic electrode 20 p-side electrode (Ti / Pt / Au electrode)
21 n-side electrode (Ti / Pt / Au electrode)
22
26 Current injection electrode (Cr / Au electrode)
27
Claims (3)
前記ガイド溝に固定された1本以上の光ファイバと、
前記光素子搭載用基板に搭載された1個以上の光素子とを有し、
かつ前記光素子には活性領域が前記ガイド溝の真上に配置されて前記光ファイバと光結合する光素子が含まれている光モジュールにおいて、
前記活性領域が前記ガイド溝の真上に配置されて前記光ファイバと光結合する光素子は、該光素子の表面から突出した前記活性領域を含む領域を有し、該活性領域を含む領域の少なくとも一部分が前記ガイド溝内に収容される光素子であって、
該光素子は、傾斜のついた端面からなる光屈折率部を有し、入射光が該光屈折率部で光吸収層を透過するように曲げられる屈折型フォトダイオードを少なくとも含むことを特徴とする光モジュール。An optical element mounting substrate having at least one guide groove for fixing an optical fiber,
One or more optical fibers fixed in the guide groove,
And one or more optical elements mounted on the optical element mounting substrate,
An optical module, wherein the optical element includes an optical element in which an active region is disposed right above the guide groove and optically couples with the optical fiber .
The optical element in which the active region is disposed directly above the guide groove and optically couples with the optical fiber has a region including the active region protruding from the surface of the optical device, and a region including the active region. An optical element at least partially housed in the guide groove,
The optical element has a light refractive index portion having an inclined end surface, and at least includes a refractive photodiode that is bent so that incident light passes through the light absorbing layer at the light refractive index portion. Optical module.
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