JP3725699B2 - 光半導体素子の実装方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光半導体素子の実装方法に関し、特に高精度な実装が可能な光半導体素子の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の光半導体装置の構造を示す側面図であり、シリコン（Ｓｉ）基板１の表面上に半導体レーザチップ２とモニタフォトダイオードチップ３とが、ブロック部材を介さずに半田材１０により、それぞれの表面が基板１の表面に対向するように、ジャンクションダウン、即ちそれぞれのｐｎ接触している部分に近い面がＳｉ基板１側になるように実装されている。半導体レーザチップ２の表面近傍には活性層２ａが設けられ、モニタフォトダイオードチップ３の表面の所定の領域には受光部６が設けられている。モニタフォトダイオードチップ３は、その表面に設けられた所定の厚さの金メッキ４を介して半田材１０により基板１と固着されている。前端面から出射光７を出力する半導体レーザチップ２はその活性層２ａの後端面側から出力されるモニタ光８の一部が、基板１表面に反射されて受光部６に入力されるように、モニタフォトダイオードチップ３と所定の間隔９だけ離れた位置に配置されている。モニタフォトダイオード３と基板１表面との高さ５は金メッキ３と半田材１０とをあわせた厚さにより決定される。
【０００３】
この従来の光半導体装置においては、半導体レーザチップ２及びモニタフォトダイオードチップ３と基板１との間にブロック部材を使用しないで半田材１０を用いて実装ができるため、低コストなチップの実装が実現できる。しかしながら、モニタフォトダイオードチップ３に関しては、受光部６をＳｉ基板１側に向けてダイボンドし、半導体チップ２の後端面からのモニタ光８をＳｉ基板１の表面に反射させてから入射させるため、例えばチップ間距離９を１０μｍとすると、このモニタ光量を一定量に保つためには、モニタフォトダイオードチップ３の受光部６のＳｉ基板１の表面に対する高さ５をＳｉ基板１の表面から精度良く２０μｍ±２μｍ程度に制御してやる必要がある。従来はこの高さ制御の方法として、モニタフォトダイオードチップ３の表面にウェハプロセス時に２０μｍ±２μｍの金メッキ４をあらかじめ形成し、図６に示すように、この金メッキ４を高さ方向のスペーサ材として使用する方法をとっていたが、この方法では２０μｍという厚い金メッキを施さねばならないため、±２μｍの精度で厚さ制御をすることが難しく、装置ごとにこの高さ５がばらついてしまい、結果としてモニタ光量を安定化させた光半導体装置を製造できなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来は、モニタフォトダイオードチップ等の光半導体素子を、基板１の高さ方向において、位置精度よく実装させることができないという問題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、基板の高さ方向において、位置精度よく光半導体素子を実装することができる光半導体素子の実装方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光半導体素子の実装方法は、基板を用意し、この基板の表面に断面形状が同一である複数の溝を形成し、直径が同一である複数の繊維状スペーサを用意し、上記溝上にこの複数の繊維状スペーサを配置し、平坦な表面を有する光半導体素子を、その表面が上記複数の繊維状スペーサと接するよう、上記複数の繊維状スペーサ上に配置するようにしたものである。
【０００７】
また、上記光半導体素子の実装方法において、上記基板は、シリコンからなり、上記溝の断面形状は、Ｖ字形状又は台形形状のいずれか一方であるようにしたものである。
【０００８】
また、上記光半導体素子の実装方法において、上記繊維状スペーサを光ファイバとしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る光半導体素子の実装方法を示す、モニタ光の光軸に対して垂直な側面図であり、ここでは特に光半導体素子としてモニタフォトダイオードチップ３を用いた場合について説明する。図において、５０は光半導体装置であり、Ｓｉ基板１は、その表面に断面形状が同一のＶ字形状である溝１１（以下，Ｖ溝と称す）を２つ以上備えている。同じ直径の光ファイバ１２がそれぞれのＶ溝１１上に配置されている。Ｖ溝１１は光ファイバ１２の最上部がＳｉ基板１表面よりも高い位置に位置するような形状となっている。平坦な表面を有するとともに、この表面の所定の領域に受光部６を備えたモニタフォトダイオードチップ３は、その表面が各光ファイバ１２に接するように、その表面がＳｉ基板１の表面に対向するように配置され、Ｓｉ基板１表面に配置された半田材１０により固着されている。半田材のかわりに樹脂等の他の固着材を用いるようにしてもよい。なお、Ｓｉ基板１上にはモニタ光がＳｉ基板１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子も配置されるがここでは省略している。
【００１９】
以下、実装方法について説明する。まず、図１(a) に示すように、深さが高精度に制御されたＶ溝１１を備えたＳｉ基板１を準備する。このＶ溝は繊維状スペーサとなる光ファイバ１２の高さ調整のために用いられるものであり、例えばＳｉ基板１表面をＳｉＮからなるマスクで覆い、ついで同マスクにストライプ状の抜きパターンを形成し、これをマスクとしてＳｉ基板１表面をＫＯＨ溶液でエッチングすると、エッチング面としてＳｉ結晶固有の面方位が表れ、その面により構成されるＶ溝が形成されると、エッチングがそれ以上進まなくなるため、最終的にマスクのストライプパターン幅を開口幅とした深さの安定した加工精度の良いＶ溝１１が得られる。加工精度としては深さ、幅ともに±１μｍ以下が可能である。
【００２０】
ついで、図２(b) に示すように、このＶ溝１１内に光ファイバ１２を落とし込み、半田材１０もＳｉ基板１上に載せる。
【００２１】
続いて、モニタフォトダイオードチップ３をその表面がＳｉ基板１表面に対向するように、キャピラリ１３で光ファイバ１２の方へ押さえつけた状態で、半田材１０を加熱・冷却して、融解・凝固を行い、Ｓｉ基板１上にモニタフォトダイオードチップ３を実装する。これにより、モニタフォトダイオードチップ３の平坦な表面と、光ファイバ１２との間および光ファイバ１２とＳｉ基板１との間に余分な隙間を生じることなく、これらが相互に接するようにモニタフォトダイオードチップ３を実装できる。
【００２２】
その後、図示していないが、Ｓｉ基板１上にモニタ光がＳｉ基板１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子を配置する。
【００２３】
このようにしてモニタフォトダイオードチップ３が実装されて得られた光半導体装置においては、上述のように、Ｓｉ基板１を用いたことにより、Ｖ溝１１の幅・深さが精密に制御できる。また、スペーサ材として挿入される光ファイバ１２は直径１２５±１μｍの精度のものが一般的に市販されているので容易に入手可能である。このため、直径の精度の高い光ファイバ１２を高精度に形成可能なＶ溝に配置することで、モニタフォトダイオードチップ３における受光部６の、Ｓｉ基板１表面からの高さ５は所望の高さに対して±２μｍの精度で制御することができる。また、この所望の高さ５そのものはＶ溝１１の幅と深さを替えることで光ファイバ１２のＶ字溝１１への落とし込み量を調整することにより、自由に変えることができることから、基板１表面とモニタフォトダイオードチップ３との間隔に合わせた直径のスペーサを新たに設計し作製することなく、一般に容易に入手可能な既存の光ファイバを用いて高さ調整を高精度に行うことができる。
【００２４】
このように、本実施の形態１によれば、Ｓｉ基板１を用意し、この基板の表面に断面形状が同一である複数のＶ溝１１を形成し、直径が同一である複数の光ファイバ１２を用意し、Ｖ溝１１上にこの複数の光ファイバ１２をそれぞれ配置し、平坦な表面を有するともに、この表面に受光部６を備えたモニタフォトダイオードチップ３を、その表面が上記複数の光ファイバと接するよう、上記複数の光ファイバ上に配置し、Ｓｉ基板１と半田材１０により固着させるようにしたから、Ｓｉ基板１表面とモニタフォトダイオードチップ３表面との高さ方向の距離を、高さ精度のよい均一な高さの光ファイバ１２を、形状の制御を精度よく行える均一な形状の高さ制御用のＶ溝１１に落とし込んだ状態とした時の高さとして、Ｓｉ基板１の高さ方向において、位置精度よくモニタフォトダイオードチップ３を配置することができ、Ｓｉ基板１表面に対する受光部６の高さ５を高精度に制御して、モニタ光量を安定化させた光半導体装置を提供できる効果がある。
【００２５】
なお、本実施の形態１においては、Ｖ溝１１を設けたものについて説明したが、本発明においては、断面形状が台形形状である溝を用いるようにしてもよい。このような台形形状の溝も、Ｓｉ基板１を用いればＶ溝を形成する工程と同様の工程で、Ｖ溝となる前にエッチングを停止させることにより、容易に精度よく形成することが可能であり、このような溝を用いても上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００２６】
また、本実施の形態１においては、繊維状スペーサとして光ファイバを用いて説明したが、高精度に直径を制御したものが入手可能であれば、グラスファイバ等の、他の繊維状部材からなる繊維状スペーサを用いるようにしても同様の効果を奏する。
【００２７】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る光半導体素子の実装方法を示す、モニタ光の光軸に対して垂直な側面図であり、この実施の形態２はＳｉ基板２１とモニタフォトダイオード３とを同一の直径を有する複数の粒状材１４ａを粒状スペーサとして含む半田材１４により固着することにより、Ｓｉ基板２１表面と受光部６との距離を精度よく制御できるようにしたものである。
【００２８】
図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示している。光半導体装置５１は、表面が平坦なＳｉ基板２１上方に、表面に受光部を備えたモニタフォトダイオードチップ３が、その表面がＳｉ基板２１の表面に対向するように配置され、Ｓｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３との表面同士が、粒状材（フィラー）入りの半田材１４により固着されている。この半田材１４には、粒状材１４ａとして、耐熱性を有し、一定の直径を持つ球状の粒が複数混ぜられている。この場合、粒状材としては半田材の融点まであげても融解・変形せず、形状を保てる材質、例えば石英のもの等を使用すればよい。また、半田の変わりに樹脂等の他の固着材を用いるようにしてもよい。さらに、粒状材として短径の同一である扁平型の球状の粒状スペーサや、同一直径の繊維状スペーサを同一長さで短冊状に寸断してなる粒状スペーサを用いるようにしてもよい。また、Ｓｉ基板２１の変わりに他の材料からなる基板を用いるようにしてもよく、基板として通常のヒートシンク材等を利用してもよい。なお、Ｓｉ基板２１上にはモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子も配置されるがここでは省略している。
【００２９】
次に実装方法について説明する。まず、図２(a) に示すように、粒状材入りの半田材１４をＳｉ基板２１上に載せ、次に図２(b) に示すように、モニタフォトダイオードチップ３をキャピラリ１３で粒状材入りの半田材１４の上に載せ、同キャピラリ１３でモニタフォトダイオードチップ３をＳｉ基板２１の方へ向けて押さえつけた状態で加熱・冷却し、粒状材入りの半田材１４の融解・凝固を行い、チップをＳｉ基板１上に固定する。
【００３０】
その後、図示していないが、Ｓｉ基板２１上にモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子を配置する。
【００３１】
このようにすればＳｉ基板２１の表面と粒状材１４ａ、及びモニタフォトダイオードチップ３の表面と粒状材１４ａとが、それぞれ接することとなり、モニタフォトダイオードチップ３の受光部６についてＳｉ基板２１表面からの高さ５を粒状材の直径により決まる高さにすることができる。例えば、２０±２μｍの直径を有する粒状材を用いれば従来例では実現の難しかった２０±２μｍの高さ制御が実現可能となる。２０±２μｍの直径を有する粒状材の作製は、例えば光学用球レンズの作製方法によれば可能である。
【００３２】
このように、本実施の形態２によれば、Ｓｉ基板２１表面とモニタフォトダイオードチップ３表面とを、同一の直径の球状の粒を複数有する半田材１４を用いて、それぞれの表面がこの球状の粒に接するよう固着させるようにしたから、Ｓｉ基板２１表面とモニタフォトダイオードチップ３表面との高さ方向の距離を、精度よく形成された直径が均一な粒状材１４ａの高さとして、Ｓｉ基板２１表面に対する受光部６の高さ５を高精度に制御して、モニタ光量を安定化させた光半導体装置を提供できる効果がある。
【００３３】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３に係る光半導体素子の実装方法を示す、モニタ光の光軸に対して垂直な側面図であり、図において図１、図２と同一符号は同一又は相当する部分を示している。なお、Ｓｉ基板２１上にはモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子も配置されるがここでは省略している。この実施の形態３は、Ｓｉ基板２１の表面及びモニタフォトダイオードチップ３の受光部６が形成されている表面に反射膜１５ａ，１５ｂをそれぞれ設けて、反射膜１５ａ，１５ｂによって反射可能な波長のレーザ光１６を外部から、モニタフォトダイオードチップ３の裏面側より照射してこれを反射膜１５ａ，１５ｂによって反射させ、反射光１７ａ，１７ｂの強度をモニタしながらモニタフォトダイオードチップ３のＳｉ基板１からの高さ５を制御するものである。
【００３４】
次に実装方法について説明する。まず、Ｓｉ基板２１表面及びモニタフォトダイオードチップ３表面にそれぞれ厚さが略同一である反射膜１５ａ，１５ｂをそれぞれ形成しておく。この反射膜１５ａ，１５ｂは例えばメタルを蒸着することにより容易に形成可能である。そして、図３(a) に示すように、モニタフォトダイオードチップ３をキャピラリ１３に吸着させた後、モニタフォトダイオードチップ３を受光部６がＳｉ基板２１表面に対向するように、あらかじめ半田材１０等の固着材を配置しておいたＳｉ基板２１上へ押さえつける。この場合、半田材１０を加熱により融着させておくとモニタフォトダイオード３とＳｉ基板２１は反射膜１５ａ，１５ｂを介して密着し、モニタフォトダイオードチップ側の反射膜１５ｂと基板の反射膜１５ａとは略同一平面上に、即ち略同一の高さに位置することになる。
【００３５】
ここで、モニタフォトダイオードチップ３の裏面よりＳｉ基板２１表面に対して垂直に外部からレーザ光１６を入射させ、モニタフォトダイオードチップ３を透過したレーザ光１６がＳｉ基板２１の反射膜１５ａにより反射された反射光１７ａとモニタフォトダイオードチップ３の反射膜１５ｂにより反射された反射光１７ｂとをそれぞれ区別してモニタフォトダイオードチップ３の裏面より光カプラ１８の入力ポート１８ａ，１８ｂにそれぞれ入射させる。そして、入力ポート１８ａ，１８ｂにそれぞれ入力された反射光１７ａ，１７ｂを光カプラ１８経由で光パワーメータ１９に入力させ、それぞれの光強度を光パワーメータ１９でモニタする。光カプラ１８の２つの入力ポート１８ａ，１８ｂのうち片方のポート、ここでは入力ポート１８ｂ、には光結合部である光カプラ１８に至る前に光の位相を調整する光位相調整器２０を設けておく。この光位相調整器２０を調整すれば、モニタフォトダイオード３の反射膜１５ａとＳｉ基板２１の反射膜１５ｂから反射された光の干渉によってきまる光強度をモニタできる。光パワーメータ１９でモニタされる光強度と反射膜１５ａ，１５ｂ間の高さ方向の距離、即ちモニタフォトダイオードチップ３表面の高さ５との関係は、図４に示すようになり、モニタフォトダイオードチップ３とＳｉ基板２１が密着した状態、即ち、図にａとして示すように、高さ＝０の状態で光強度を最大とすることができる。
【００３６】
次に、この高さ＝０の状態からモニタフォトダイオードチップ３を徐々にＳｉ基板２１から離していくと、光パワーメータ１９でモニタしている光カプラ１８の入力ポート１８ａ，１８ｂに入力される反射光１７ａ，１７ｂの光強度は、図４に示すように周期的に変動する。その周期はモニタフォトダイオード３からの反射光１７ｂとＳｉ基板２１からの反射光１７ａの干渉によってできるため、１周期の距離がレーザ光１６の１波長分に相当する。従って、レーザ光１６の波長として２．０μｍの波長を使用すれば、図４に示す光強度の周期的な変動は２．０μｍの周期で発生することになる。第ｎ周期目のピークｂにきたところでモニタフォトダイオードチップ３の移動を止めれば、モニタフォトダイオードチップ３をＳｉ基板２１からの高さ５が２×ｎμｍのところで止めることができる。ここで半田材１０を冷却すれば、所望の高さでチップを固定でき、光半導体装置５２が得られる。例えば、２０μｍの高さで固定したい場合は、第１０周期（ｎ＝１０）のピークで止めればよい。
【００３７】
その後、図示していないが、Ｓｉ基板２１上にモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子を配置する。
【００３８】
このように、本実施の形態３によれば、Ｓｉ基板２１表面に反射膜１５ａを設け、モニタフォトダイオードチップ３の表面に反射膜１５ｂを設け、Ｓｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３とを、その表面同士が互いに対向するように、半田材１０を挟み込んで配置し、上記モニタフォトダイオードチップ３の裏面側からレーザ光１６を照射し、このレーザ光１６の反射膜１５ａ，１５ｂによる反射光１７を用いて上記反射膜１５ａ，１５ｂ間の基板に対する高さ方向における距離をモニタしながら、Ｓｉ基板２１表面とモニタフォトダイオードチップ３表面との間隔を調整した後、半田材１０でＳｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３とを固着するようにしたから、Ｓｉ基板２１表面に対する受光部６の高さ５の制御をモニタの検出精度まで高めることができ、モニタ光量を安定化させた光半導体装置を提供できる効果がある。
【００３９】
また、半田材１０等の固着材のみを用いてモニタフォトダイオードチップ３を高さ方向において固定するため、高さを確保するためのスペーサ材等を用いる必要がなく、部品点数を減らして低コストな光半導体装置を提供できる効果がある。
【００４０】
実施の形態４．
図５は本発明の実施の形態４に係る光半導体素子の実装方法を示す側面図であり、図において、図１、図２と同一符号は同一又は相当する部分を示している。なお、Ｓｉ基板２１上にはモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子も配置されるがここでは省略している。この実施の形態４は、Ｓｉ基板２１上にモニタフォトダイオードチップ３を配置した状態で、両者が接近している部分近傍の一側面にレーザ光２６を当て、その反射光２７の強度をモニタしながら、モニタフォトダイオードチップ３のＳｉ基板２１からの高さ５を制御するものである。
【００４１】
まず、図５(a) に示すように、Ｓｉ基板２１上に半田材１０を配置するとともに、半田材１０を融解させた状態にしておき、キャピラリ１３を用いてモニタフォトダイオードチップ３をその表面がＳｉ基板２１の表面に対向するようＳｉ基板２１に押しつける。この状態で、モニタフォトダイオードチップ３の側面とＳｉ基板２１の側面とにより構成される一側面の、モニタフォトダイオードチップ３とＳｉ基板２１とが向かいあっている部分の近傍領域に、側面からビーム径が一定であるレーザ光２６を当てる。ここでは特にモニタフォトダイオードチップ３表面とＳｉ基板２１表面との中間地点がその照射されるビーム径の中心となるようにレーザ光２６を照射する。そして、この側面において反射された反射光２７の強度を光パワーメータ２９により受光しモニタする。そして、このモニタ状態のまま、キャピラリ１３を上方に移動させ、徐々にモニタフォトダイオードチップ３の高さ５を上げていく。
【００４２】
図７は反射光２７の光強度と高さ５との関係を示す図であり、高さを上げると光強度が弱くなることがわかる。
【００４３】
そして、モニタフォトダイオードチップ３の表面のＳｉ基板２１表面に対する高さを例えば２０μｍの高さに固定したいのであれば、あらかじめ２０μｍの高さで精度よく組み立てた光半導体部材に同じ条件でレーザ光２６を当てた場合の反射光２７の強度を測定しておき、図５(b) に示すように、この強度と、光パワーメータ２９でモニタされる反射光２７の強度とが等しくなったところ、即ち図７のｂ点でモニタフォトダイオードチップ３の上昇を止めて、半田材１０を冷却すれば、モニタフォトダイオードチップ３表面のＳｉ基板からの高さ５を２０μｍとしたところでモニタフォトダイオードチップ３を固定することができる。半田材のかわりに他の固着材を用いるようにしてもよい。モニタフォトダイオードチップ３とＳｉ基板２１とを積み重ねたものにおいて、側面での単位面積当たりの反射量がいつも同一である場合、即ちモニタフォトダイオードチップ３及びＳｉ基板２１の側面の鏡面精度が同一である場合には、反射光２７に基づいてモニタ結果から決定したチップ高さの精度は、光パワーメータ２９の測定精度で決まるが、この精度は現時点で１５％以下にすることができるため、１μｍ以下の精度で高さ制御が可能である。例えば、モニタフォトダイオードチップ３とＳｉ基板２１の側面にあたるレーザ光１６のビーム直径を例えば２０μｍとした場合に、図５(c) に示すように、反射光がなくなった時点でチップの移動を止めれば、１μｍ以下、即ち２０μｍの５％以下の精度で高さ制御できることが明らかである。なお、Ｓｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３との側面、即ち反射面を鏡面とすることは、結晶方位を利用した劈開や鏡面研磨で容易に実現できる。
【００４４】
その後、図示していないが、Ｓｉ基板２１上にモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子を配置する。
【００４５】
このように、本実施の形態４によれば、Ｓｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３とを、その表面同士が互いに対向するように、半田材１０を挟み込んで配置し、Ｓｉ基板２１の側面とモニタフォトダイオードチップ３の側面とからなる一側面に、一定のレーザ光２６を照射するとともに、この光の一側面による反射光２７の反射量をモニタしながら、この反射量があらかじめ定めた所定値となるようにＳｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３との間隔である高さ５を調整した後，上記半田材１０でＳｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３とを固着するようにしたから、Ｓｉ基板２１表面に対する受光部６の高さ５をモニタの検出精度まで高めることができ、モニタ光量を安定化させた光半導体装置を提供できる効果がある。
【００４６】
また、半田材１０等の固着材のみを用いてモニタフォトダイオードチップ３を高さ方向において固定するため、高さを確保するためのスペーサ材等を用いる必要がなく、部品点数を減らして低コストな光半導体装置を提供できる効果がある。
【００４７】
なお、上記実施の形態１〜４においては、フォトダイオードを用いたものについて説明しているが、他の光半導体素子を用いたものであってもよく、本発明と同様の効果を奏する。
【００４８】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、基板を用意し、この基板の表面に断面形状が同一である複数の溝を形成し、直径が同一である複数の繊維状スペーサを用意し、上記溝上にこの複数の繊維状スペーサを配置し、平坦な表面を有する光半導体素子を、その表面が上記複数の繊維状スペーサと接するよう、上記複数の繊維状スペーサ上に配置するようにしたから、基板表面と光半導体素子表面との間隔を、高さ精度のよい均一な高さの繊維状スペーサを均一な形状の溝に落とし込んだ状態とした時の、繊維状スペーサの基板表面に対する高さとして、基板の高さ方向において、位置精度よく光半導体素子を配置することができる光半導体素子の実装方法を提供できる効果がある。
【００４９】
また、この発明によれば、上記基板は、シリコンからなり、上記溝の断面形状は、Ｖ字形状又は台形形状のいずれか一方であるようにしたから、面方位選択性を有するエッチングにより、高精度に溝の形状を制御することができ、基板の高さ方向において、位置精度よく光半導体素子を配置することができる光半導体素子の実装方法を提供できる効果がある。
【００５０】
また、この発明によれば、上記繊維状スペーサを光ファイバとしたから、基板表面と光半導体素子表面との間隔を、高さ精度のよい均一な高さの光ファイバを均一な形状の溝に落とし込んだ状態とした時の、光ファイバの基板表面に対する高さとして、基板の高さ方向において、位置精度よく光半導体素子を配置することができる光半導体素子の実装方法を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る光半導体素子の実装方法を示す側面図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に係る光半導体素子の実装方法を示す側面図である。
【図３】 この発明の実施の形態３に係る光半導体素子の実装方法を示す側面図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る光半導体素子の実装方法を説明するための図である。
【図５】 この発明の実施の形態４に係る光半導体素子の実装方法を示す側面図である。
【図６】 従来の光半導体素子の実装方法を説明するための図である。
【図７】 この発明の実施の形態４に係る光半導体素子の実装方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１，２１ Ｓｉ基板、２ 半導体レーザチップ、２ａ 活性層、３ モニタフォトダイオードチップ、４ 金メッキ、５ 高さ、６ 受光部、７ 出射光、
８ モニタ光、９ チップ間距離、１０ 半田材、１１ Ｖ溝、１２ 光ファイバ、１３ キャピラリ、１５ａ，１５ｂ 反射膜、１６，２６ レーザ光、
１７ａ，１７ｂ，２７ 反射光、１８ 光カプラ、１８ａ，１８ｂ 入力ポート、１９，２９ 光パワーメータ、２０ 光位相調整期、５０，５１，５２ 光半導体装置。
【発明の属する技術分野】
この発明は、光半導体素子の実装方法に関し、特に高精度な実装が可能な光半導体素子の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の光半導体装置の構造を示す側面図であり、シリコン（Ｓｉ）基板１の表面上に半導体レーザチップ２とモニタフォトダイオードチップ３とが、ブロック部材を介さずに半田材１０により、それぞれの表面が基板１の表面に対向するように、ジャンクションダウン、即ちそれぞれのｐｎ接触している部分に近い面がＳｉ基板１側になるように実装されている。半導体レーザチップ２の表面近傍には活性層２ａが設けられ、モニタフォトダイオードチップ３の表面の所定の領域には受光部６が設けられている。モニタフォトダイオードチップ３は、その表面に設けられた所定の厚さの金メッキ４を介して半田材１０により基板１と固着されている。前端面から出射光７を出力する半導体レーザチップ２はその活性層２ａの後端面側から出力されるモニタ光８の一部が、基板１表面に反射されて受光部６に入力されるように、モニタフォトダイオードチップ３と所定の間隔９だけ離れた位置に配置されている。モニタフォトダイオード３と基板１表面との高さ５は金メッキ３と半田材１０とをあわせた厚さにより決定される。
【０００３】
この従来の光半導体装置においては、半導体レーザチップ２及びモニタフォトダイオードチップ３と基板１との間にブロック部材を使用しないで半田材１０を用いて実装ができるため、低コストなチップの実装が実現できる。しかしながら、モニタフォトダイオードチップ３に関しては、受光部６をＳｉ基板１側に向けてダイボンドし、半導体チップ２の後端面からのモニタ光８をＳｉ基板１の表面に反射させてから入射させるため、例えばチップ間距離９を１０μｍとすると、このモニタ光量を一定量に保つためには、モニタフォトダイオードチップ３の受光部６のＳｉ基板１の表面に対する高さ５をＳｉ基板１の表面から精度良く２０μｍ±２μｍ程度に制御してやる必要がある。従来はこの高さ制御の方法として、モニタフォトダイオードチップ３の表面にウェハプロセス時に２０μｍ±２μｍの金メッキ４をあらかじめ形成し、図６に示すように、この金メッキ４を高さ方向のスペーサ材として使用する方法をとっていたが、この方法では２０μｍという厚い金メッキを施さねばならないため、±２μｍの精度で厚さ制御をすることが難しく、装置ごとにこの高さ５がばらついてしまい、結果としてモニタ光量を安定化させた光半導体装置を製造できなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来は、モニタフォトダイオードチップ等の光半導体素子を、基板１の高さ方向において、位置精度よく実装させることができないという問題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、基板の高さ方向において、位置精度よく光半導体素子を実装することができる光半導体素子の実装方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光半導体素子の実装方法は、基板を用意し、この基板の表面に断面形状が同一である複数の溝を形成し、直径が同一である複数の繊維状スペーサを用意し、上記溝上にこの複数の繊維状スペーサを配置し、平坦な表面を有する光半導体素子を、その表面が上記複数の繊維状スペーサと接するよう、上記複数の繊維状スペーサ上に配置するようにしたものである。
【０００７】
また、上記光半導体素子の実装方法において、上記基板は、シリコンからなり、上記溝の断面形状は、Ｖ字形状又は台形形状のいずれか一方であるようにしたものである。
【０００８】
また、上記光半導体素子の実装方法において、上記繊維状スペーサを光ファイバとしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る光半導体素子の実装方法を示す、モニタ光の光軸に対して垂直な側面図であり、ここでは特に光半導体素子としてモニタフォトダイオードチップ３を用いた場合について説明する。図において、５０は光半導体装置であり、Ｓｉ基板１は、その表面に断面形状が同一のＶ字形状である溝１１（以下，Ｖ溝と称す）を２つ以上備えている。同じ直径の光ファイバ１２がそれぞれのＶ溝１１上に配置されている。Ｖ溝１１は光ファイバ１２の最上部がＳｉ基板１表面よりも高い位置に位置するような形状となっている。平坦な表面を有するとともに、この表面の所定の領域に受光部６を備えたモニタフォトダイオードチップ３は、その表面が各光ファイバ１２に接するように、その表面がＳｉ基板１の表面に対向するように配置され、Ｓｉ基板１表面に配置された半田材１０により固着されている。半田材のかわりに樹脂等の他の固着材を用いるようにしてもよい。なお、Ｓｉ基板１上にはモニタ光がＳｉ基板１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子も配置されるがここでは省略している。
【００１９】
以下、実装方法について説明する。まず、図１(a) に示すように、深さが高精度に制御されたＶ溝１１を備えたＳｉ基板１を準備する。このＶ溝は繊維状スペーサとなる光ファイバ１２の高さ調整のために用いられるものであり、例えばＳｉ基板１表面をＳｉＮからなるマスクで覆い、ついで同マスクにストライプ状の抜きパターンを形成し、これをマスクとしてＳｉ基板１表面をＫＯＨ溶液でエッチングすると、エッチング面としてＳｉ結晶固有の面方位が表れ、その面により構成されるＶ溝が形成されると、エッチングがそれ以上進まなくなるため、最終的にマスクのストライプパターン幅を開口幅とした深さの安定した加工精度の良いＶ溝１１が得られる。加工精度としては深さ、幅ともに±１μｍ以下が可能である。
【００２０】
ついで、図２(b) に示すように、このＶ溝１１内に光ファイバ１２を落とし込み、半田材１０もＳｉ基板１上に載せる。
【００２１】
続いて、モニタフォトダイオードチップ３をその表面がＳｉ基板１表面に対向するように、キャピラリ１３で光ファイバ１２の方へ押さえつけた状態で、半田材１０を加熱・冷却して、融解・凝固を行い、Ｓｉ基板１上にモニタフォトダイオードチップ３を実装する。これにより、モニタフォトダイオードチップ３の平坦な表面と、光ファイバ１２との間および光ファイバ１２とＳｉ基板１との間に余分な隙間を生じることなく、これらが相互に接するようにモニタフォトダイオードチップ３を実装できる。
【００２２】
その後、図示していないが、Ｓｉ基板１上にモニタ光がＳｉ基板１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子を配置する。
【００２３】
このようにしてモニタフォトダイオードチップ３が実装されて得られた光半導体装置においては、上述のように、Ｓｉ基板１を用いたことにより、Ｖ溝１１の幅・深さが精密に制御できる。また、スペーサ材として挿入される光ファイバ１２は直径１２５±１μｍの精度のものが一般的に市販されているので容易に入手可能である。このため、直径の精度の高い光ファイバ１２を高精度に形成可能なＶ溝に配置することで、モニタフォトダイオードチップ３における受光部６の、Ｓｉ基板１表面からの高さ５は所望の高さに対して±２μｍの精度で制御することができる。また、この所望の高さ５そのものはＶ溝１１の幅と深さを替えることで光ファイバ１２のＶ字溝１１への落とし込み量を調整することにより、自由に変えることができることから、基板１表面とモニタフォトダイオードチップ３との間隔に合わせた直径のスペーサを新たに設計し作製することなく、一般に容易に入手可能な既存の光ファイバを用いて高さ調整を高精度に行うことができる。
【００２４】
このように、本実施の形態１によれば、Ｓｉ基板１を用意し、この基板の表面に断面形状が同一である複数のＶ溝１１を形成し、直径が同一である複数の光ファイバ１２を用意し、Ｖ溝１１上にこの複数の光ファイバ１２をそれぞれ配置し、平坦な表面を有するともに、この表面に受光部６を備えたモニタフォトダイオードチップ３を、その表面が上記複数の光ファイバと接するよう、上記複数の光ファイバ上に配置し、Ｓｉ基板１と半田材１０により固着させるようにしたから、Ｓｉ基板１表面とモニタフォトダイオードチップ３表面との高さ方向の距離を、高さ精度のよい均一な高さの光ファイバ１２を、形状の制御を精度よく行える均一な形状の高さ制御用のＶ溝１１に落とし込んだ状態とした時の高さとして、Ｓｉ基板１の高さ方向において、位置精度よくモニタフォトダイオードチップ３を配置することができ、Ｓｉ基板１表面に対する受光部６の高さ５を高精度に制御して、モニタ光量を安定化させた光半導体装置を提供できる効果がある。
【００２５】
なお、本実施の形態１においては、Ｖ溝１１を設けたものについて説明したが、本発明においては、断面形状が台形形状である溝を用いるようにしてもよい。このような台形形状の溝も、Ｓｉ基板１を用いればＶ溝を形成する工程と同様の工程で、Ｖ溝となる前にエッチングを停止させることにより、容易に精度よく形成することが可能であり、このような溝を用いても上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００２６】
また、本実施の形態１においては、繊維状スペーサとして光ファイバを用いて説明したが、高精度に直径を制御したものが入手可能であれば、グラスファイバ等の、他の繊維状部材からなる繊維状スペーサを用いるようにしても同様の効果を奏する。
【００２７】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る光半導体素子の実装方法を示す、モニタ光の光軸に対して垂直な側面図であり、この実施の形態２はＳｉ基板２１とモニタフォトダイオード３とを同一の直径を有する複数の粒状材１４ａを粒状スペーサとして含む半田材１４により固着することにより、Ｓｉ基板２１表面と受光部６との距離を精度よく制御できるようにしたものである。
【００２８】
図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示している。光半導体装置５１は、表面が平坦なＳｉ基板２１上方に、表面に受光部を備えたモニタフォトダイオードチップ３が、その表面がＳｉ基板２１の表面に対向するように配置され、Ｓｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３との表面同士が、粒状材（フィラー）入りの半田材１４により固着されている。この半田材１４には、粒状材１４ａとして、耐熱性を有し、一定の直径を持つ球状の粒が複数混ぜられている。この場合、粒状材としては半田材の融点まであげても融解・変形せず、形状を保てる材質、例えば石英のもの等を使用すればよい。また、半田の変わりに樹脂等の他の固着材を用いるようにしてもよい。さらに、粒状材として短径の同一である扁平型の球状の粒状スペーサや、同一直径の繊維状スペーサを同一長さで短冊状に寸断してなる粒状スペーサを用いるようにしてもよい。また、Ｓｉ基板２１の変わりに他の材料からなる基板を用いるようにしてもよく、基板として通常のヒートシンク材等を利用してもよい。なお、Ｓｉ基板２１上にはモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子も配置されるがここでは省略している。
【００２９】
次に実装方法について説明する。まず、図２(a) に示すように、粒状材入りの半田材１４をＳｉ基板２１上に載せ、次に図２(b) に示すように、モニタフォトダイオードチップ３をキャピラリ１３で粒状材入りの半田材１４の上に載せ、同キャピラリ１３でモニタフォトダイオードチップ３をＳｉ基板２１の方へ向けて押さえつけた状態で加熱・冷却し、粒状材入りの半田材１４の融解・凝固を行い、チップをＳｉ基板１上に固定する。
【００３０】
その後、図示していないが、Ｓｉ基板２１上にモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子を配置する。
【００３１】
このようにすればＳｉ基板２１の表面と粒状材１４ａ、及びモニタフォトダイオードチップ３の表面と粒状材１４ａとが、それぞれ接することとなり、モニタフォトダイオードチップ３の受光部６についてＳｉ基板２１表面からの高さ５を粒状材の直径により決まる高さにすることができる。例えば、２０±２μｍの直径を有する粒状材を用いれば従来例では実現の難しかった２０±２μｍの高さ制御が実現可能となる。２０±２μｍの直径を有する粒状材の作製は、例えば光学用球レンズの作製方法によれば可能である。
【００３２】
このように、本実施の形態２によれば、Ｓｉ基板２１表面とモニタフォトダイオードチップ３表面とを、同一の直径の球状の粒を複数有する半田材１４を用いて、それぞれの表面がこの球状の粒に接するよう固着させるようにしたから、Ｓｉ基板２１表面とモニタフォトダイオードチップ３表面との高さ方向の距離を、精度よく形成された直径が均一な粒状材１４ａの高さとして、Ｓｉ基板２１表面に対する受光部６の高さ５を高精度に制御して、モニタ光量を安定化させた光半導体装置を提供できる効果がある。
【００３３】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３に係る光半導体素子の実装方法を示す、モニタ光の光軸に対して垂直な側面図であり、図において図１、図２と同一符号は同一又は相当する部分を示している。なお、Ｓｉ基板２１上にはモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子も配置されるがここでは省略している。この実施の形態３は、Ｓｉ基板２１の表面及びモニタフォトダイオードチップ３の受光部６が形成されている表面に反射膜１５ａ，１５ｂをそれぞれ設けて、反射膜１５ａ，１５ｂによって反射可能な波長のレーザ光１６を外部から、モニタフォトダイオードチップ３の裏面側より照射してこれを反射膜１５ａ，１５ｂによって反射させ、反射光１７ａ，１７ｂの強度をモニタしながらモニタフォトダイオードチップ３のＳｉ基板１からの高さ５を制御するものである。
【００３４】
次に実装方法について説明する。まず、Ｓｉ基板２１表面及びモニタフォトダイオードチップ３表面にそれぞれ厚さが略同一である反射膜１５ａ，１５ｂをそれぞれ形成しておく。この反射膜１５ａ，１５ｂは例えばメタルを蒸着することにより容易に形成可能である。そして、図３(a) に示すように、モニタフォトダイオードチップ３をキャピラリ１３に吸着させた後、モニタフォトダイオードチップ３を受光部６がＳｉ基板２１表面に対向するように、あらかじめ半田材１０等の固着材を配置しておいたＳｉ基板２１上へ押さえつける。この場合、半田材１０を加熱により融着させておくとモニタフォトダイオード３とＳｉ基板２１は反射膜１５ａ，１５ｂを介して密着し、モニタフォトダイオードチップ側の反射膜１５ｂと基板の反射膜１５ａとは略同一平面上に、即ち略同一の高さに位置することになる。
【００３５】
ここで、モニタフォトダイオードチップ３の裏面よりＳｉ基板２１表面に対して垂直に外部からレーザ光１６を入射させ、モニタフォトダイオードチップ３を透過したレーザ光１６がＳｉ基板２１の反射膜１５ａにより反射された反射光１７ａとモニタフォトダイオードチップ３の反射膜１５ｂにより反射された反射光１７ｂとをそれぞれ区別してモニタフォトダイオードチップ３の裏面より光カプラ１８の入力ポート１８ａ，１８ｂにそれぞれ入射させる。そして、入力ポート１８ａ，１８ｂにそれぞれ入力された反射光１７ａ，１７ｂを光カプラ１８経由で光パワーメータ１９に入力させ、それぞれの光強度を光パワーメータ１９でモニタする。光カプラ１８の２つの入力ポート１８ａ，１８ｂのうち片方のポート、ここでは入力ポート１８ｂ、には光結合部である光カプラ１８に至る前に光の位相を調整する光位相調整器２０を設けておく。この光位相調整器２０を調整すれば、モニタフォトダイオード３の反射膜１５ａとＳｉ基板２１の反射膜１５ｂから反射された光の干渉によってきまる光強度をモニタできる。光パワーメータ１９でモニタされる光強度と反射膜１５ａ，１５ｂ間の高さ方向の距離、即ちモニタフォトダイオードチップ３表面の高さ５との関係は、図４に示すようになり、モニタフォトダイオードチップ３とＳｉ基板２１が密着した状態、即ち、図にａとして示すように、高さ＝０の状態で光強度を最大とすることができる。
【００３６】
次に、この高さ＝０の状態からモニタフォトダイオードチップ３を徐々にＳｉ基板２１から離していくと、光パワーメータ１９でモニタしている光カプラ１８の入力ポート１８ａ，１８ｂに入力される反射光１７ａ，１７ｂの光強度は、図４に示すように周期的に変動する。その周期はモニタフォトダイオード３からの反射光１７ｂとＳｉ基板２１からの反射光１７ａの干渉によってできるため、１周期の距離がレーザ光１６の１波長分に相当する。従って、レーザ光１６の波長として２．０μｍの波長を使用すれば、図４に示す光強度の周期的な変動は２．０μｍの周期で発生することになる。第ｎ周期目のピークｂにきたところでモニタフォトダイオードチップ３の移動を止めれば、モニタフォトダイオードチップ３をＳｉ基板２１からの高さ５が２×ｎμｍのところで止めることができる。ここで半田材１０を冷却すれば、所望の高さでチップを固定でき、光半導体装置５２が得られる。例えば、２０μｍの高さで固定したい場合は、第１０周期（ｎ＝１０）のピークで止めればよい。
【００３７】
その後、図示していないが、Ｓｉ基板２１上にモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子を配置する。
【００３８】
このように、本実施の形態３によれば、Ｓｉ基板２１表面に反射膜１５ａを設け、モニタフォトダイオードチップ３の表面に反射膜１５ｂを設け、Ｓｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３とを、その表面同士が互いに対向するように、半田材１０を挟み込んで配置し、上記モニタフォトダイオードチップ３の裏面側からレーザ光１６を照射し、このレーザ光１６の反射膜１５ａ，１５ｂによる反射光１７を用いて上記反射膜１５ａ，１５ｂ間の基板に対する高さ方向における距離をモニタしながら、Ｓｉ基板２１表面とモニタフォトダイオードチップ３表面との間隔を調整した後、半田材１０でＳｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３とを固着するようにしたから、Ｓｉ基板２１表面に対する受光部６の高さ５の制御をモニタの検出精度まで高めることができ、モニタ光量を安定化させた光半導体装置を提供できる効果がある。
【００３９】
また、半田材１０等の固着材のみを用いてモニタフォトダイオードチップ３を高さ方向において固定するため、高さを確保するためのスペーサ材等を用いる必要がなく、部品点数を減らして低コストな光半導体装置を提供できる効果がある。
【００４０】
実施の形態４．
図５は本発明の実施の形態４に係る光半導体素子の実装方法を示す側面図であり、図において、図１、図２と同一符号は同一又は相当する部分を示している。なお、Ｓｉ基板２１上にはモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子も配置されるがここでは省略している。この実施の形態４は、Ｓｉ基板２１上にモニタフォトダイオードチップ３を配置した状態で、両者が接近している部分近傍の一側面にレーザ光２６を当て、その反射光２７の強度をモニタしながら、モニタフォトダイオードチップ３のＳｉ基板２１からの高さ５を制御するものである。
【００４１】
まず、図５(a) に示すように、Ｓｉ基板２１上に半田材１０を配置するとともに、半田材１０を融解させた状態にしておき、キャピラリ１３を用いてモニタフォトダイオードチップ３をその表面がＳｉ基板２１の表面に対向するようＳｉ基板２１に押しつける。この状態で、モニタフォトダイオードチップ３の側面とＳｉ基板２１の側面とにより構成される一側面の、モニタフォトダイオードチップ３とＳｉ基板２１とが向かいあっている部分の近傍領域に、側面からビーム径が一定であるレーザ光２６を当てる。ここでは特にモニタフォトダイオードチップ３表面とＳｉ基板２１表面との中間地点がその照射されるビーム径の中心となるようにレーザ光２６を照射する。そして、この側面において反射された反射光２７の強度を光パワーメータ２９により受光しモニタする。そして、このモニタ状態のまま、キャピラリ１３を上方に移動させ、徐々にモニタフォトダイオードチップ３の高さ５を上げていく。
【００４２】
図７は反射光２７の光強度と高さ５との関係を示す図であり、高さを上げると光強度が弱くなることがわかる。
【００４３】
そして、モニタフォトダイオードチップ３の表面のＳｉ基板２１表面に対する高さを例えば２０μｍの高さに固定したいのであれば、あらかじめ２０μｍの高さで精度よく組み立てた光半導体部材に同じ条件でレーザ光２６を当てた場合の反射光２７の強度を測定しておき、図５(b) に示すように、この強度と、光パワーメータ２９でモニタされる反射光２７の強度とが等しくなったところ、即ち図７のｂ点でモニタフォトダイオードチップ３の上昇を止めて、半田材１０を冷却すれば、モニタフォトダイオードチップ３表面のＳｉ基板からの高さ５を２０μｍとしたところでモニタフォトダイオードチップ３を固定することができる。半田材のかわりに他の固着材を用いるようにしてもよい。モニタフォトダイオードチップ３とＳｉ基板２１とを積み重ねたものにおいて、側面での単位面積当たりの反射量がいつも同一である場合、即ちモニタフォトダイオードチップ３及びＳｉ基板２１の側面の鏡面精度が同一である場合には、反射光２７に基づいてモニタ結果から決定したチップ高さの精度は、光パワーメータ２９の測定精度で決まるが、この精度は現時点で１５％以下にすることができるため、１μｍ以下の精度で高さ制御が可能である。例えば、モニタフォトダイオードチップ３とＳｉ基板２１の側面にあたるレーザ光１６のビーム直径を例えば２０μｍとした場合に、図５(c) に示すように、反射光がなくなった時点でチップの移動を止めれば、１μｍ以下、即ち２０μｍの５％以下の精度で高さ制御できることが明らかである。なお、Ｓｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３との側面、即ち反射面を鏡面とすることは、結晶方位を利用した劈開や鏡面研磨で容易に実現できる。
【００４４】
その後、図示していないが、Ｓｉ基板２１上にモニタ光がＳｉ基板２１表面で反射されて受光部６に入るようにレーザダイオード素子を配置する。
【００４５】
このように、本実施の形態４によれば、Ｓｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３とを、その表面同士が互いに対向するように、半田材１０を挟み込んで配置し、Ｓｉ基板２１の側面とモニタフォトダイオードチップ３の側面とからなる一側面に、一定のレーザ光２６を照射するとともに、この光の一側面による反射光２７の反射量をモニタしながら、この反射量があらかじめ定めた所定値となるようにＳｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３との間隔である高さ５を調整した後，上記半田材１０でＳｉ基板２１とモニタフォトダイオードチップ３とを固着するようにしたから、Ｓｉ基板２１表面に対する受光部６の高さ５をモニタの検出精度まで高めることができ、モニタ光量を安定化させた光半導体装置を提供できる効果がある。
【００４６】
また、半田材１０等の固着材のみを用いてモニタフォトダイオードチップ３を高さ方向において固定するため、高さを確保するためのスペーサ材等を用いる必要がなく、部品点数を減らして低コストな光半導体装置を提供できる効果がある。
【００４７】
なお、上記実施の形態１〜４においては、フォトダイオードを用いたものについて説明しているが、他の光半導体素子を用いたものであってもよく、本発明と同様の効果を奏する。
【００４８】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、基板を用意し、この基板の表面に断面形状が同一である複数の溝を形成し、直径が同一である複数の繊維状スペーサを用意し、上記溝上にこの複数の繊維状スペーサを配置し、平坦な表面を有する光半導体素子を、その表面が上記複数の繊維状スペーサと接するよう、上記複数の繊維状スペーサ上に配置するようにしたから、基板表面と光半導体素子表面との間隔を、高さ精度のよい均一な高さの繊維状スペーサを均一な形状の溝に落とし込んだ状態とした時の、繊維状スペーサの基板表面に対する高さとして、基板の高さ方向において、位置精度よく光半導体素子を配置することができる光半導体素子の実装方法を提供できる効果がある。
【００４９】
また、この発明によれば、上記基板は、シリコンからなり、上記溝の断面形状は、Ｖ字形状又は台形形状のいずれか一方であるようにしたから、面方位選択性を有するエッチングにより、高精度に溝の形状を制御することができ、基板の高さ方向において、位置精度よく光半導体素子を配置することができる光半導体素子の実装方法を提供できる効果がある。
【００５０】
また、この発明によれば、上記繊維状スペーサを光ファイバとしたから、基板表面と光半導体素子表面との間隔を、高さ精度のよい均一な高さの光ファイバを均一な形状の溝に落とし込んだ状態とした時の、光ファイバの基板表面に対する高さとして、基板の高さ方向において、位置精度よく光半導体素子を配置することができる光半導体素子の実装方法を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る光半導体素子の実装方法を示す側面図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に係る光半導体素子の実装方法を示す側面図である。
【図３】 この発明の実施の形態３に係る光半導体素子の実装方法を示す側面図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る光半導体素子の実装方法を説明するための図である。
【図５】 この発明の実施の形態４に係る光半導体素子の実装方法を示す側面図である。
【図６】 従来の光半導体素子の実装方法を説明するための図である。
【図７】 この発明の実施の形態４に係る光半導体素子の実装方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１，２１ Ｓｉ基板、２ 半導体レーザチップ、２ａ 活性層、３ モニタフォトダイオードチップ、４ 金メッキ、５ 高さ、６ 受光部、７ 出射光、
８ モニタ光、９ チップ間距離、１０ 半田材、１１ Ｖ溝、１２ 光ファイバ、１３ キャピラリ、１５ａ，１５ｂ 反射膜、１６，２６ レーザ光、
１７ａ，１７ｂ，２７ 反射光、１８ 光カプラ、１８ａ，１８ｂ 入力ポート、１９，２９ 光パワーメータ、２０ 光位相調整期、５０，５１，５２ 光半導体装置。
Claims (3)
- 基板を用意し、この基板の表面に断面形状が同一である複数の溝を形成し、
直径が同一である複数の繊維状スペーサを用意し、上記溝上にこの複数の繊維状スペーサを配置し、
平坦な表面を有する光半導体素子を、その表面が上記複数の繊維状スペーサと接するよう、上記複数の繊維状スペーサ上に配置することを特徴とする光半導体素子の実装方法。 - 請求項１に記載の光半導体素子の実装方法において、
上記基板は、シリコンからなり、
上記溝の断面形状は、Ｖ字形状又は台形形状のいずれか一方であることを特徴とする光半導体素子の実装方法。 - 請求項１に記載の光半導体素子の実装方法において、
上記繊維状スペーサは光ファイバであることを特徴とする光半導体素子の実装方法。
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