JP3990361B2 - Optical bench - Google Patents
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Description
本発明は、光学部品実装用のシリコン製基板であるオプチカルベンチに関する。特に、光半導体素子と光ファイバまたはレンズ等の光学部品とを光結合させ、それらを固定するための基板に関する。 The present invention relates to an optical bench which is a silicon substrate for mounting optical components. In particular, the present invention relates to a substrate for optically coupling an optical semiconductor element and an optical component such as an optical fiber or a lens and fixing them.
従来、レーザダイオードやホトダイオードから成る光半導体素子と光ファイバまたはレンズとの光結合を行う光学素子実装用基板で、最大伝送信号周波数10GHz高周波信号伝送を可能とする光学素子実装用基板として,特開2002−50821号公報に開示された構造があった。 Conventionally, an optical element mounting substrate for optically coupling an optical semiconductor element composed of a laser diode or a photodiode to an optical fiber or a lens, and an optical element mounting substrate capable of transmitting a high-frequency signal at a maximum transmission signal frequency of 10 GHz. There was a structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-50821.
しかし、上記従来例で開示された光学素子実装用基板には次のような問題点があった。 However, the optical element mounting substrate disclosed in the above conventional example has the following problems.
周波数が10GHzを超える信号においては、最大膜厚10umの誘電体層(例えば、酸化シリコン(SiO2)から構成)では厚さが不十分なため、伝送損失を抑制した(例えば,3dB/cm以下)伝送線路すなわち薄膜配線パターンを形成することが困難である。また、シリコン基板を抵抗率10000Ω・cm以上と指定しているが、この抵抗率を達成するためにはノンドープのシリコン基板を用いなければならず、その値を制御することは製法上困難である。実際には、1000Ω・cm以上のシリコン基板を入手することは容易であるが、10000Ω・cm以上と規定することは難しい。さらに、このような特殊な抵抗率の基板を用いなければ伝送信号劣化を低減することができないので,生産性が低いだけでなく、低コスト化にも対応しにくい。 For signals with a frequency exceeding 10 GHz, a dielectric layer (for example, made of silicon oxide (SiO 2 )) having a maximum film thickness of 10 μm is insufficient in thickness, so that transmission loss is suppressed (for example, 3 dB / cm or less). ) It is difficult to form a transmission line, that is, a thin film wiring pattern. Further, although the silicon substrate is specified to have a resistivity of 10,000 Ω · cm or more, a non-doped silicon substrate must be used to achieve this resistivity, and it is difficult to control the value. . Actually, it is easy to obtain a silicon substrate of 1000 Ω · cm or more, but it is difficult to specify a silicon substrate of 10000 Ω · cm or more. Further, since the transmission signal deterioration cannot be reduced without using such a specific resistivity substrate, not only the productivity is low but also the cost reduction is difficult to cope with.
次に、誘電体層がシリコン基板の全面に成膜されるので、光ファイバ用のV溝内部にもおよそ10umの誘電体層が形成される。そのため、この誘電体層は、シリコンの異方性エッチングによって形成された高精度なV溝の形状精度を低下させやすい。その結果、光ファイバの搭載精度(パッシブアライメント精度)を低下させやすい。 Next, since the dielectric layer is formed on the entire surface of the silicon substrate, a dielectric layer of about 10 μm is also formed inside the V groove for the optical fiber. Therefore, this dielectric layer is liable to reduce the accuracy of the shape of a highly accurate V groove formed by anisotropic etching of silicon. As a result, the mounting accuracy (passive alignment accuracy) of the optical fiber is likely to be lowered.
次に、誘電体層がシリコン基板の一方の面だけに成膜されているため、シリコン基板には反りが発生しやすい。このようにシリコン基板の一方の面だけに誘電体層があるので、温度変動によって基板の反りが助長されやすい。この結果、レーザダイオードと光ファイバとの光結合にずれを生じやすく、結合損失が大きくなりやすい。 Next, since the dielectric layer is formed only on one surface of the silicon substrate, the silicon substrate is likely to warp. As described above, since the dielectric layer is provided only on one surface of the silicon substrate, the warpage of the substrate is easily promoted by the temperature variation. As a result, the optical coupling between the laser diode and the optical fiber is likely to shift, and the coupling loss tends to increase.
そこで、本発明は,10GHz以上の高周波信号の伝送損失を抑制・低減させるとともに、伝送損失がシリコン基板の抵抗率に依存せず、汎用的なシリコン基板を用いることが可能な構造を提供する。さらに、光ファイバやレンズを搭載するためのV溝の精度を確保すると同時に,基板の反りが発生し難い構造、特に温度変動による基板の反り量の増大を抑制する、すなわちレーザダイオードと光ファイバとの光結合の損失増大を抑制する構造を提供することにある。 Therefore, the present invention provides a structure that can suppress or reduce transmission loss of a high-frequency signal of 10 GHz or more, and can use a general-purpose silicon substrate without the transmission loss depending on the resistivity of the silicon substrate. Furthermore, the accuracy of the V-groove for mounting the optical fiber and the lens is ensured, and at the same time, the structure in which the warpage of the substrate is difficult to occur, especially the increase in the warpage of the substrate due to the temperature fluctuation is suppressed. An object of the present invention is to provide a structure that suppresses an increase in optical coupling loss.
本発明者らは、上記の発明として、シリコン基板の表面に第一のガラス基板、裏面に第二のガラス基板を接合して誘導体層を実質的に厚くした光学素子実装用基板(オプチカルベンチ)を提案した。しかし、ガラス基板とシリコン基板とを接合するときに、それらの界面に、空気が閉塞して残留するような場合がある。また、接合後は、シリコンのV溝部分は、ガラス基板により蓋をされる構造で、空気が密閉される。そのため接合後に、配線や電極を形成する製造工程において、密閉された空気が膨張、収縮して加工寸法精度に影響するといった問題がある。 As the above-mentioned invention, the present inventors have made an optical element mounting substrate (optical bench) in which the first glass substrate is bonded to the front surface of the silicon substrate and the second glass substrate is bonded to the back surface to substantially increase the thickness of the derivative layer. Proposed. However, when the glass substrate and the silicon substrate are bonded, air may remain blocked at the interface between them. After bonding, the silicon V-groove is covered with a glass substrate, and air is sealed. Therefore, in the manufacturing process for forming wirings and electrodes after bonding, there is a problem that the sealed air expands and contracts to affect the processing dimensional accuracy.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
上記目的を達成するために、本発明における解決手段は次のような手段である。 In order to achieve the above object, the solving means in the present invention is as follows.
第一の手段は、レーザダイオード、レーザダイオードに電気的に接続される配線、前記レーザダイオードと光学的に接続されるレンズまたは光ファイバ、前記レーザダイオードと光学的に接続されるホトダイオード、前記ホトダイオードに電気的に接続される配線とを設置する設置部を有するオプチカルベンチであって、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に設置された第一の基板と、前記シリコン基板の裏面に設置された第二の基板とを備え、前記第一の基板上に前記レーザダイオードの設置部、前記配線、前記ホトダイオードの設置部を備え、前記シリコン基板に前記レンズまたは前記光ファイバの設置部と、前記レンズまたは前記光ファイバの設置部を通り前記第一の基板の外周端まで連通する溝を備えるオプチカルベンチである。 The first means is a laser diode, a wiring electrically connected to the laser diode, a lens or an optical fiber optically connected to the laser diode, a photodiode optically connected to the laser diode, and the photodiode. An optical bench having an installation part for installing an electrically connected wiring, a silicon substrate, a first substrate installed on the surface of the silicon substrate, and a first substrate installed on the back surface of the silicon substrate A second substrate, the laser diode installation portion, the wiring, and the photodiode installation portion on the first substrate, the lens or the optical fiber installation portion on the silicon substrate, the lens or An optical bench comprising a groove that passes through an installation portion of the optical fiber and communicates with an outer peripheral end of the first substrate. .
第二の手段は、レーザダイオード、レーザダイオードに電気的に接続される配線、前記レーザダイオードと光学的に接続されるレンズまたは光ファイバ、前記レーザダイオードと光学的に接続されるホトダイオード、前記ホトダイオードに電気的に接続される配線とを設置する設置部を有するオプチカルベンチであって、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に設置された第一の基板と、前記シリコン基板の裏面に設置された第二の基板とを備え、前記第一の基板上に前記レーザダイオードの設置部、前記配線、前記ホトダイオードの設置部を備え、前記シリコン基板に前記レンズまたは前記光ファイバの設置部と、前記レンズまたは前記光ファイバの設置部を通り前記第一の基板の外周端まで連通する溝を備え、前記シリコン基板の前記レンズまたは前記光ファイバ設置部とは反対の面に、前記第一の基板の外周まで連通する溝を備えるオプチカルベンチである。 The second means is a laser diode, a wiring electrically connected to the laser diode, a lens or optical fiber optically connected to the laser diode, a photodiode optically connected to the laser diode, and the photodiode. An optical bench having an installation part for installing an electrically connected wiring, a silicon substrate, a first substrate installed on the surface of the silicon substrate, and a first substrate installed on the back surface of the silicon substrate A second substrate, the laser diode installation portion, the wiring, and the photodiode installation portion on the first substrate, the lens or the optical fiber installation portion on the silicon substrate, the lens or A groove communicating with the outer peripheral end of the first substrate through the optical fiber installation portion, in front of the silicon substrate; The opposite surface to the lens or the optical fiber installation part, a optical bench comprising a groove which communicates to the outer periphery of the first substrate.
第三の手段は、レーザダイオード、レーザダイオードに電気的に接続される配線、前記レーザダイオードと光学的に接続されるレンズまたは光ファイバ、前記レーザダイオードと光学的に接続されるホトダイオード、前記ホトダイオードに電気的に接続される配線とを設置する設置部を有するオプチカルベンチであって、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に設置された第一の基板と、前記シリコン基板の裏面に設置された第二の基板とを備え、前記第一の基板上に前記レーザダイオードの設置部、前記配線、前記ホトダイオードの設置部を備え、前記シリコン基板に前記レンズまたは前記光ファイバの設置部と、前記レンズまたは前記光ファイバの設置部を通り前記第一の基板の外周端まで連通する溝を備え、前記第一の基板と前記第二の基板は、誘電体基板であるオプチカルベンチである。 Third means includes a laser diode, a wiring electrically connected to the laser diode, a lens or an optical fiber optically connected to the laser diode, a photodiode optically connected to the laser diode, and the photodiode. An optical bench having an installation part for installing an electrically connected wiring, a silicon substrate, a first substrate installed on the surface of the silicon substrate, and a first substrate installed on the back surface of the silicon substrate A second substrate, the laser diode installation portion, the wiring, and the photodiode installation portion on the first substrate, the lens or the optical fiber installation portion on the silicon substrate, the lens or A groove communicating with the outer peripheral end of the first substrate through the installation portion of the optical fiber, and the first substrate and the Second substrate is the optical bench is a dielectric substrate.
第四の手段は、レーザダイオード、レーザダイオードに電気的に接続される配線、前記レーザダイオードと光学的に接続されるレンズまたは光ファイバ、前記レーザダイオードと光学的に接続されるホトダイオード、前記ホトダイオードに電気的に接続される配線とを設置する設置部を有するオプチカルベンチであって、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に設置された第一の基板と、前記シリコン基板の裏面に設置された第二の基板とを備え、前記第一の基板上に前記レーザダイオードの設置部、前記配線、前記ホトダイオードの設置部を備え、前記シリコン基板に前記レンズまたは前記光ファイバの設置部と、前記レンズまたは前記光ファイバの設置部を通り前記第一の基板の外周端まで連通する溝を備え、前記シリコン基板の前記レンズまたは前記光ファイバ設置部とは反対の面に、前記第一の基板の外周まで連通する溝を備え、前記第一の基板と前記第二の基板は、誘電体基板であるオプチカルベンチである。 The fourth means includes a laser diode, a wiring electrically connected to the laser diode, a lens or an optical fiber optically connected to the laser diode, a photodiode optically connected to the laser diode, and the photodiode. An optical bench having an installation part for installing an electrically connected wiring, a silicon substrate, a first substrate installed on the surface of the silicon substrate, and a first substrate installed on the back surface of the silicon substrate A second substrate, the laser diode installation portion, the wiring, and the photodiode installation portion on the first substrate, the lens or the optical fiber installation portion on the silicon substrate, the lens or A groove communicating with the outer peripheral end of the first substrate through the optical fiber installation portion, in front of the silicon substrate; A groove communicating with the outer periphery of the first substrate is provided on a surface opposite to the lens or the optical fiber installation portion, and the first substrate and the second substrate are optical benches that are dielectric substrates. .
第五の手段は、レーザダイオード、レーザダイオードに電気的に接続される配線、前記レーザダイオードと光学的に接続されるレンズまたは光ファイバ、前記レーザダイオードと光学的に接続されるホトダイオード、前記ホトダイオードに電気的に接続される配線とを設置する設置部を有するオプチカルベンチであって、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に設置された第一の基板と、前記シリコン基板の裏面に設置された第二の基板とを備え、前記第一の基板上に前記レーザダイオードの設置部、前記配線、前記ホトダイオードの設置部を備え、前記シリコン基板に前記レンズまたは前記光ファイバの設置部と、前記レンズまたは前記光ファイバの設置部を通り前記第一の基板の外周端まで連通する溝を備え、前記第一の基板と前記第二の基板は、ガラス基板であるオプチカルベンチである。 The fifth means includes a laser diode, a wiring electrically connected to the laser diode, a lens or an optical fiber optically connected to the laser diode, a photodiode optically connected to the laser diode, and the photodiode. An optical bench having an installation part for installing an electrically connected wiring, a silicon substrate, a first substrate installed on the surface of the silicon substrate, and a first substrate installed on the back surface of the silicon substrate A second substrate, the laser diode installation portion, the wiring, and the photodiode installation portion on the first substrate, the lens or the optical fiber installation portion on the silicon substrate, the lens or A groove communicating with the outer peripheral end of the first substrate through the installation portion of the optical fiber, and the first substrate and the Second substrate is an optical bench is a glass substrate.
第六の手段は、レーザダイオード、レーザダイオードに電気的に接続される配線、前記レーザダイオードと光学的に接続されるレンズまたは光ファイバ、前記レーザダイオードと光学的に接続されるホトダイオード、前記ホトダイオードに電気的に接続される配線とを設置する設置部を有するオプチカルベンチであって、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に設置された第一の基板と、前記シリコン基板の裏面に設置された第二の基板とを備え、前記第一の基板上に前記レーザダイオードの設置部、前記配線、前記ホトダイオードの設置部を備え、前記シリコン基板に前記レンズまたは前記光ファイバの設置部と、前記レンズまたは前記光ファイバの設置部を通り前記第一の基板の外周端まで連通する溝を備え、前記シリコン基板の前記レンズまたは前記光ファイバ設置部とは反対の面に、前記第一の基板の外周まで連通する溝を備え、前記第一の基板と前記第二の基板は、ガラス基板であるオプチカルベンチである。 Sixth means includes a laser diode, a wiring electrically connected to the laser diode, a lens or an optical fiber optically connected to the laser diode, a photodiode optically connected to the laser diode, and the photodiode. An optical bench having an installation part for installing an electrically connected wiring, a silicon substrate, a first substrate installed on the surface of the silicon substrate, and a first substrate installed on the back surface of the silicon substrate A second substrate, the laser diode installation portion, the wiring, and the photodiode installation portion on the first substrate, the lens or the optical fiber installation portion on the silicon substrate, the lens or A groove communicating with the outer peripheral end of the first substrate through the optical fiber installation portion, in front of the silicon substrate; The opposite surface to the lens or the optical fiber installation portion includes a groove that communicates to the outer periphery of said first substrate, said second substrate and said first substrate is the optical bench is a glass substrate.
さらに、上記第一から第六の手段のオプチカルベンチの製造方法としては、シリコン基板に異方性エッチングによってエッチング溝を形成する工程と、前記シリコン基板に前記エッチング溝を通り前記シリコン基板の外周端まで連通する溝を形成する工程と、前記シリコン基板と第一の基板および第二の基板とを接合する工程と、前記第一の基板上にレーザダイオード設置部と配線とホトダイオード設置部とを形成する工程と、前記第一の基板の一部をエッチングし前記シリコン基板に形成された前記溝を露出させる工程からなる製造方法が挙げられる。 Further, the optical bench manufacturing method of the first to sixth means includes a step of forming an etching groove on the silicon substrate by anisotropic etching, and an outer peripheral edge of the silicon substrate through the etching groove on the silicon substrate. Forming a groove communicating with each other, bonding the silicon substrate, the first substrate, and the second substrate, and forming a laser diode installation portion, a wiring, and a photodiode installation portion on the first substrate. And a step of etching a part of the first substrate to expose the groove formed in the silicon substrate.
また、レーザダイオード、レーザダイオードに電気的に接続される配線、前記レーザダイオードと光学的に接続されるレンズまたは光ファイバ、前記レーザダイオードと光学的に接続されるホトダイオード、前記ホトダイオードに電気的に接続される配線とを設置する設置部を有するレーザダイオードモジュールであって、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に設置された第一の基板と、前記シリコン基板の裏面に設置された第二の基板とを備え、前記第一の基板上に前記レーザダイオードの設置部、前記配線、前記ホトダイオードの設置部を備え、前記シリコン基板に前記レンズまたは前記光ファイバの設置部と、前記レンズまたは前記光ファイバの設置部を通り前記第一の基板の外周端まで連通する溝を備え、前記第一の基板と前記第二の基板は、ガラス基板であるオプチカルベンチを搭載したレーザダイオードモジュールである。 Also, a laser diode, a wiring electrically connected to the laser diode, a lens or an optical fiber optically connected to the laser diode, a photodiode optically connected to the laser diode, and an electrical connection to the photodiode A laser diode module having an installation portion for installing wiring, the silicon substrate, a first substrate installed on the surface of the silicon substrate, and a second substrate installed on the back surface of the silicon substrate The laser diode on the first substrate, the wiring, the photodiode on the silicon substrate, the lens or the optical fiber on the silicon substrate, the lens or the optical fiber A groove communicating with the outer peripheral edge of the first substrate through the installation portion of the first substrate and the front of the first substrate The second substrate is a laser diode module with optical bench is a glass substrate.
さらに、レーザダイオード、レーザダイオードに電気的に接続される配線、前記レーザダイオードと光学的に接続されるレンズまたは光ファイバ、前記レーザダイオードと光学的に接続されるホトダイオード、前記ホトダイオードに電気的に接続される配線とを設置する設置部を有するレーザダイオードモジュールであって、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に設置された第一の基板と、前記シリコン基板の裏面に設置された第二の基板とを備え、前記第一の基板上に前記レーザダイオードの設置部、前記配線、前記ホトダイオードの設置部を備え、前記シリコン基板に前記レンズまたは前記光ファイバの設置部と、前記レンズまたは前記光ファイバの設置部を通り前記第一の基板の外周端まで連通する溝を備え、前記シリコン基板の前記レンズまたは前記光ファイバ設置部とは反対の面に、前記第一の基板の外周まで連通する溝を備え、前記第一の基板と前記第二の基板は、ガラス基板であるオプチカルベンチを搭載したレーザダイオードモジュールである。 Further, a laser diode, a wiring electrically connected to the laser diode, a lens or an optical fiber optically connected to the laser diode, a photodiode optically connected to the laser diode, and an electrical connection to the photodiode A laser diode module having an installation portion for installing wiring, the silicon substrate, a first substrate installed on the surface of the silicon substrate, and a second substrate installed on the back surface of the silicon substrate The laser diode on the first substrate, the wiring, the photodiode on the silicon substrate, the lens or the optical fiber on the silicon substrate, the lens or the optical fiber A groove communicating with the outer peripheral end of the first substrate through the installation portion of the first substrate, A groove communicating with the outer periphery of the first substrate is provided on a surface opposite to the lens or the optical fiber installation portion, and the first substrate and the second substrate are mounted with an optical bench that is a glass substrate. This is a laser diode module.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
本発明のオプチカルベンチは、シリコン基板とガラス基板を陽極接合し、ガラス基板表面にレーザダイオードの設置部およびホトダイオードの設置部と薄膜素子からなる配線(伝送線路)とが形成される。このとき、シリコン基板のレンズまたは光ファイバ設置用のエッチング溝を通るようにシリコン基板の外周端まで連通する溝を形成するので、エッチング溝に空気の閉塞がなく外気と連通している。そのため、陽極接合によるガラス/シリコン/ガラスの3層基板形成後の、上記のレーザダイオードの設置部およびホトダイオードの設置部と薄膜素子からなる配線を形成する工程における熱による温度上昇があっても、閉塞空気の膨張の影響がなく、高精度にオプチカルベンチを製造することができる。そのため、伝送信号が10GHz以上の場合でも、損失を抑制した伝送線路を容易に形成することができる。 In the optical bench of the present invention, a silicon substrate and a glass substrate are anodically bonded, and a laser diode installation part, a photodiode installation part, and a wiring (transmission line) made of a thin film element are formed on the glass substrate surface. At this time, a groove communicating with the outer peripheral end of the silicon substrate is formed so as to pass through the lens of the silicon substrate or the etching groove for installing the optical fiber, so that the etching groove is in communication with the outside air without being blocked. Therefore, even if there is a temperature rise due to heat in the step of forming the above-mentioned laser diode installation part and photodiode installation part and a thin film element after forming a glass / silicon / glass three-layer substrate by anodic bonding, The optical bench can be manufactured with high accuracy without being affected by the expansion of the closed air. Therefore, even when the transmission signal is 10 GHz or more, a transmission line with suppressed loss can be easily formed.
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第一の実施例であるオプチカルベンチの斜視図である。オプチカルベンチはシリコン基板1と第一のガラス基板2と第二のガラス基板3とから構成される。シリコン基板1は、第一のガラス基板2および第二のガラス基板3よりも厚い基板である。また、第一のガラス基板2と第二のガラス基板3とはおよそ同じ厚さの誘電体基板であり、同じ材料のガラスから成る。これらの誘電体基板は半導体のシリコン基板1よりも抵抗率は当然ながら高い絶縁性のある基板である。
FIG. 1 is a perspective view of an optical bench according to a first embodiment of the present invention. The optical bench includes a
シリコン基板1と第一のガラス基板2とは自然酸化膜4すなわち酸化シリコン(SiO2)薄膜を介して接合されており、シリコン基板1と第二のガラス基板3とは同様に自然酸化膜4すなわち酸化シリコン薄膜を介して接合されている。すなわち、自然酸化膜4の酸化シリコン薄膜上に第一のガラス基板2や第二のガラス基板3が位置する。シリコン基板1は結晶面方位(100)の単結晶シリコン基板で、その表面には自然酸化膜4すなわち酸化シリコン薄膜が形成されており、一部にはシリコンの異方性エッチングにより形成されたエッチング溝5および逆ピラミッド溝6が形成されている。
The
エッチング溝5の近傍のエッチング溝5の中心線を線対称に、逆ピラミッド溝6が形成されている。第一のガラス基板2の表面には、窒化タンタル薄膜抵抗8、酸化タンタル薄膜キャパシタ9、レーザダイオードと電気的接続を行うためのレーザダイオード用共通薄膜電極10、レーザダイオード用共通薄膜電極10上に形成され、レーザダイオードを実装するためのはんだ膜であるレーザダイオード用AuSnはんだ薄膜11、ホトダイオードと電気的接続を行うためのホトダイオード用薄膜電極14、同じくホトダイオード用第一共通薄膜電極12、ホトダイオード用第二共通薄膜電極13、ホトダイオード用薄膜電極14上に形成されホトダイオードを実装するためのはんだ膜であるホトダイオード用第一AuSnはんだ薄膜17、ホトダイオード用第一共通薄膜電極12上に形成されホトダイオードを実装するためのはんだ膜であるホトダイオード用第二AuSnはんだ薄膜15、ホトダイオード用共通薄膜電極13上に形成されホトダイオードを実装するためのはんだ膜であるホトダイオード用第三AuSnはんだ薄膜16、レーザダイオードが動作している時の基板の表面温度を測定するための薄膜温度センサ18、レーザダイオードからの出射光を反射させホトダイオードに光を入射させるためのガラスエッチング溝7がそれぞれ形成されている。
An
図のように、窒化タンタル薄膜抵抗8および酸化タンタル薄膜キャパシタ9は、レーザダイオードが実装されるレーザダイオード用AuSnはんだ薄膜11が形成されている位置の近傍に形成されている。上記の窒化タンタル薄膜抵抗8やレーザダイオード用共通薄膜電極10等の薄膜素子に、レーザダイオードやホトダイオードに伝えられる10GHzを超える高周波電気信号が伝送される。さらに、エッチング溝5は、光ファイバやレンズを実装するために利用される溝であり、逆ピラミッド溝6は、光ファイバやレンズを実装する位置を求めるために利用されるマーカー用溝である。例えば、外形が円筒形のレンズをエッチング溝5に実装した場合、レンズの実装高さすなわちレンズの光軸中心は、エッチング溝5の幅で決定される。なぜなら、エッチング溝5はシリコンの異方性エッチングにより形成されるので、エッチング溝5の側面はシリコンの結晶面の{111}面から構成され、底面の(100)面と54.7°の角度を常に成すからである。
As shown in the figure, the tantalum nitride
このように、エッチング溝5の側面と底面との角度が一定であるので、エッチング溝5の幅でレンズの中心高さが決まる。このとき、第一のガラス基板2上にレーザダイオード用AuSnはんだ薄膜11を介して実装されるレーザダイオードのスポット(光出射口)とレンズの中心とが一致すれば、光の結合が取れ、光軸が一致する。これらの光軸が一致するように、エッチング溝5の幅を求めればよい。また、レンズの長手方向の位置決めは、エッチング溝5の近傍に形成された逆ピラミッド溝6を基準マーカーとして用いることができる。
Thus, since the angle between the side surface and the bottom surface of the
なお、シリコン基板1は面方位{100}を表せばその他の方位でもよく、シリコン基板1の抵抗率はいずれの抵抗率でもよい。好ましくは、1000Ωcm以下である。なぜなら、10GHz以上の高周波信号を伝送する第一のガラス基板2がスパッタ法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって形成される薄膜に比べて十分に厚い基板であるので、下地の基板であるシリコン基板1の抵抗率が第一のガラス基板2上の薄膜素子で構成された高周波伝送路(電極パターン)の伝送特性に影響を及ぼさないからである。
The
ここで、一般的に、伝送線路の損失は導体損失と誘電体損失に二分される。本実施例では、誘電体損失の低い第一のガラス基板2に薄膜素子からなる伝送線路が形成されるので、ほぼ導体損失が支配的となる。膜厚が厚い金属膜を伝送線路に用いれば、導体損失はほぼ無視することができる。本実施例では金属膜の厚膜化は容易に対応できるので、伝送線路の損失を低減することができる。
Here, generally, the loss of the transmission line is divided into a conductor loss and a dielectric loss. In this embodiment, a transmission line made of a thin film element is formed on the
第一のガラス基板2および第二のガラス基板3は、熱膨張係数がおよそ33×10−7/℃でシリコン基板1の熱膨張係数(23.3×10−7/℃)に近く、内部に4%程度のNa2Oを多く含むガラス(例えば、ホウケイ酸ガラス)で、シリコン基板1との陽極接合が可能なガラスが好ましい。
The
図のように、シリコンの異方性エッチングで形成されたエッチング溝5や逆ピラミッド溝6が形成され、自然酸化膜4すなわち酸化シリコン(SiO2)薄膜が表面に形成されたシリコン基板1に第一のガラス基板2と第二のガラス基板3とが陽極接合されてガラス/シリコン/ガラスの3層構造で構成される。第一のガラス基板2はエッチング溝5や逆ピラミッド溝6が形成されたシリコン基板1の表面に陽極接合され、第二のガラス基板3はシリコン基板1の裏面に陽極接合される。第一のガラス基板2は、シリコン基板1に接合後エッチング溝5や逆ピラミッド溝6が隠れないような形状であることが必要である。図2に示す第一のガラス基板2の形状は一例で、エッチング溝5や逆ピラミッド溝6を被覆しない形状であればどのような形状でも良い。
As shown, an
また、シリコン基板1には、エッチング溝5を通過するように溝20が設けられている。この溝20は、シリコン基板1とガラス基板2との陽極接合時に、エッチング溝5が密閉された空間となることを防止するために設けている。そのため、溝20は、エッチング溝5を通過していれば、その形状は、直線状でなくてもよく、曲線でもよい。
Further, a
このような実施例の構造は、シリコン基板1を第一のガラス基板2と第二のガラス基板3とで挟み込む構造なので、温度変動による基板の反りを助長し難い構造と言える。なぜなら、第一のガラス基板2と第二のガラス基板3とが同一材料であれば、それらの線膨張係数が同じなので、基板は温度変動により長手方向に伸びるだけで反ることはほとんど無いからである。
Since the structure of such an example is a structure in which the
図2は、他の実施例を示すオプチカルベンチの斜視図である。図1で示した実施例との違いは、溝20の深さがエッチング溝5の深さよりも深いことである。エッチング溝5の底面より下に溝20が掛かるため、レンズまたは光ファイバを設置するときの、余剰接着材を吸収する逃げ溝の効果が現れる。
FIG. 2 is a perspective view of an optical bench showing another embodiment. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that the depth of the
図3は、エッチング溝5と溝20を形成したシリコン基板1を示す上面図である。溝20は、エッチング溝5を通り、シリコン基板1の外周端まで連通しており、エッチング溝5の空気の閉塞を防止する。また、陽極接合中においても、シリコン基板1とガラス基板2との間の接合不良となる空気閉塞を防止する効果がある。
FIG. 3 is a top view showing the
図4は、その他の実施例を示すオプチカルベンチの斜視図である。シリコン基板1のガラス基板3と接合する面にも、溝21を形成した構造で、これにより、シリコン基板1とガラス基板3との陽極接合においても、接合不良となる空気閉塞が防止できる。
FIG. 4 is a perspective view of an optical bench showing another embodiment. The
次に、図4に示した構造のオプチカルベンチの製造方法について図5(a)及び図5(b)を用いて説明する。この製造方法には、シリコンの異方性エッチングによって、シリコン基板に複数の異種形状の溝(深さの異なる溝または、大きさの異なる溝)を形成し、その後、シリコン基板にガラス基板を接合し、薄膜抵抗や薄膜電極等の薄膜素子をガラス基板に形成した後、ドライエッチングによりガラス基板をエッチングする特徴がある。 Next, a method of manufacturing the optical bench having the structure shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). In this manufacturing method, a plurality of differently shaped grooves (grooves having different depths or grooves having different sizes) are formed in a silicon substrate by anisotropic etching of silicon, and then a glass substrate is bonded to the silicon substrate. However, after a thin film element such as a thin film resistor or a thin film electrode is formed on the glass substrate, the glass substrate is etched by dry etching.
ここで、図5(a)及び図5(b)は、特徴的な構造をもつオプチカルベンチの製作法を理解しやすいように示した断面図である。そのため、図4に示したオプチカルベンチの断面とは一致していない。図5(a)及び図5(b)の工程a)から工程h)に従って製造方法を説明する。 Here, FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views shown for easy understanding of a method of manufacturing an optical bench having a characteristic structure. Therefore, it does not coincide with the cross section of the optical bench shown in FIG. The manufacturing method will be described in accordance with steps a) to h) in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
a)加工前のシリコン基板1を示す。自然酸化膜4がすでに形成されている。
a) The
b)はじめに、結晶面方位(100)のシリコン基板1の両面に窒化シリコン/酸化シリコン(Si3N4/SiO2)積層膜(図示せず)を成膜する。SiO2膜(例えば、膜厚120nm)は熱酸化により形成された熱酸化膜で、Si3N4膜(例えば、膜厚160nm)は減圧CVD(Chemical Vapor Deposition)法により成膜された膜である。次に、このSi3N4/SiO2積層膜にエッチング溝5および逆ピラミッド溝6を形成するための開口部を設ける。この方法には、従来の半導体技術で用いられるホトリソグラフィ(レジスト塗布、露光、現像、レジストパターン形成とレジストをマスク剤としてSi3N4/SiO2積層膜にパターンを転写する。)を適用し、Si3N4/SiO2積層膜のエッチングにはRIE(Reactive Ion Etching)を適用する。その後、濃度40wt%の水酸化カリウム水溶液(温度70℃)にてシリコンの異方性エッチングを行う。このとき、エッチング溝5の深さが所望の深さ、例えば450μmになるまでエッチングする。逆ピラミッド溝6(図5では図示せず)は、Si3N4/SiO2積層膜によるマスク開口部が小さいので、エッチング溝5のエッチング深さが450μmになる前に{111}面が出現してV形状の溝すなわち逆ピラミッドの形状となり、見かけ上エッチングが停止した状態となる。このように、シリコンの異方性エッチングによる異種形状溝(深さの異なる溝、大きさの異なる溝)の形成は、深さが最も深い溝のエッチングに律速されるが、同時に複数の溝を形成することができる。次に、Si3N4/SiO2積層膜を熱りん酸、BHF(HF+NH4F混合水溶液)を用いて順次剥離する。その後、大気中にシリコン基板1が放置されると自然酸化膜4がシリコン基板1の表裏面に形成される。
b) First, a silicon nitride / silicon oxide (Si 3 N 4 / SiO 2 ) laminated film (not shown) is formed on both surfaces of the
c)ダイシングにより溝20、21を形成する。ここで、溝20、21の形成方法は、溝パターンのマスクを形成した後に、ウエットエッチング法やドライエッチング法でもよく、また、サンドブラスト法でもよい。ダイシングの利点は、マスクを形成する必要がないことであるが、溝20、21の数が増えると、工程時間がかかる。一方、ウエットエッチングやドライエッチング、サンドブラスト法は、マスクが必要であるが、同時に多数の溝20、21を形成することが可能である。
c)
d)次に、シリコン基板1と線膨張係数がシリコン基板1に近い、第一のガラス基板2である内部に4%程度のNa2Oを多く含むホウケイ酸ガラスとを陽極接合により接合する。接合条件としては、ガラス基板2の厚みにも依存するが、基板加熱温度300℃以上、印加電圧50V以上が好ましい。さらに、第一のガラス基板2と同じ厚さの第二のガラス基板3とシリコン基板1とを同様な方法で接合する。このとき、シリコン基板1に第一のガラス基板2と第二のガラス基板3とをヒーター上で積層し、第一のガラス基板2に電圧を印加、接合し、続けて第二のガラス基板3に電圧を印加、接合するほうが良い。この方法により、接合による基板の反りを極力低減することができる。
d) Next, the
e)第一のガラス基板2上に窒化タンタル薄膜抵抗8、酸化タンタル薄膜キャパシタ9(図5(b)では図示せず)、レーザダイオード用共通薄膜電極10、レーザダイオード用AuSnはんだ薄膜11(図5(b)では図示せず)、ホトダイオード用薄膜電極14(図5(b)では図示せず)、ホトダイオード用第一共通薄膜電極12(図5(b)では図示せず)、ホトダイオード用第二共通薄膜電極13(図5(b)では図示せず)、ホトダイオード用第一AuSnはんだ薄膜17(図5(b)では図示せず)、ホトダイオード用第二AuSnはんだ薄膜15(図5(b)では図示せず)、ホトダイオード用第三AuSnはんだ薄膜16(図5(b)では図示せず)、薄膜温度センサ18(図5(b)では図示せず)を形成する。はじめに、Au(例えば、膜厚3μm)/Pt(例えば、膜厚300nm)/Ti(例えば、膜厚100nm)薄膜(図示せず)を成膜する。成膜方法には、スパッタ法、真空蒸着法のいずれかを適用する。この場合、金属膜であればこれ以外の金属膜でもよく、Al薄膜やCr薄膜等の単層膜でもよい。ただし、最表面の金属膜は膜厚3μm程度の厚い膜であることが薄膜パターンから構成される伝送線路の導体損失を低減・抑制するために好ましい。
e) A tantalum nitride
次に、ホトリソグラフィにより、レジストパターンを形成し、これをマスクとしてイオンミリングによりAu/Pt/Ti薄膜をエッチングする。この後、剥離液、酸素アッシングを用いてレジストを剥離し、レーザダイオード用共通薄膜電極10、ホトダイオード用薄膜電極14、ホトダイオード用第一共通薄膜電極12、ホトダイオード用第二共通薄膜電極13を形成する。
Next, a resist pattern is formed by photolithography, and the Au / Pt / Ti thin film is etched by ion milling using the resist pattern as a mask. Thereafter, the resist is stripped using a stripping solution and oxygen ashing to form a laser diode common
次に、リフトオフ法により、窒化タンタル薄膜、酸化タンタル薄膜、薄膜キャパシタ用上部Au/Pt/Ti薄膜、薄膜温度センサ用Pt/Ti薄膜をそれぞれ形成する。このとき、窒化タンタル薄膜および酸化タンタル薄膜は、スパッタ法により成膜することができる。この場合のスパッタには、前者はアルゴン雰囲気中に微量の窒素ガスを導入して成膜するリアクティブスパッタ法、後者はアルゴン雰囲気中に酸素ガスを導入して成膜するリアクティブスパッタ法を適用することができる。Pt/Ti薄膜はスパッタ法または真空蒸着のいずれかの方法を用いて成膜が可能である。このように、各薄膜素子を第一のガラス基板2上に形成する。
Next, a tantalum nitride thin film, a tantalum oxide thin film, an upper Au / Pt / Ti thin film for a thin film capacitor, and a Pt / Ti thin film for a thin film temperature sensor are formed by a lift-off method. At this time, the tantalum nitride thin film and the tantalum oxide thin film can be formed by sputtering. For the sputtering in this case, the former applies a reactive sputtering method in which a small amount of nitrogen gas is introduced into an argon atmosphere, and the latter applies a reactive sputtering method in which an oxygen gas is introduced into an argon atmosphere. can do. The Pt / Ti thin film can be formed using either a sputtering method or a vacuum deposition method. Thus, each thin film element is formed on the
f)例えば1000cp程度の粘性が高いネガ型レジストを第一のガラス基板2上に塗布し、ホトリソグラフィにより厚膜レジストパターン25を得る。厚膜レジストパターン25の厚さは、例えば100μm程度である。このとき、エッチング開口部28とガラスエッチング溝7を形成するためのレジスト開口部26,27を同時に形成しておくとよい。
f) For example, a negative resist having a high viscosity of about 1000 cp is applied on the
g)ガラスのICP(Inductively Coutled Plasma)ドライエッチングにより、第一のガラス基板2にエッチング開口部28およびガラスエッチング溝7を形成する。
g) The
h)酸素アッシングおよびレジスト剥離液により、厚膜レジストパターン25を剥離する。次に、スプレー塗布法によりポジ型レジスト(図示せず)を基板表面に塗布する。その後、ホトリソグラフィによりレジストパターン(図示せず)を形成する。このときのレジストパターンは、レーザダイオード用AuSnはんだ薄膜11(図5(b)では図示せず)、ホトダイオード用第一AuSnはんだ薄膜17(図5(b)では図示せず)、ホトダイオード用第二AuSnはんだ薄膜15(図5(b)では図示せず)、ホトダイオード用第三AuSnはんだ薄膜16(図5(b)では図示せず)に対応したレジストパターンである。AuSnはんだ薄膜(例えば、Au薄膜:80%、Sn薄膜:20%)はAu薄膜とSn薄膜との積層薄膜で、合計膜厚は3μmである。これは真空蒸着法を用いて成膜され、リフトオフ法により、各パターンが形成される。
h) The thick film resist
以上のような工程を順次経ることで本発明のオプチカルベンチを得ることができる。 The optical bench of the present invention can be obtained by sequentially performing the above steps.
その他の製造方法としては、上記d)で示したシリコン基板1とガラス基板2、3との陽極接合工程の前に、ガラス基板のエッチング開口部28、ガラスエッチング溝7をあらかじめ加工しておき、その後、陽極接合し、f),g)のガラスのICPドライエッチング工程を削除するという方法もある。
As another manufacturing method, before the anodic bonding step between the
また、シリコン基板と誘電体基板を接合する方法として、陽極接合を選択したため、誘電体基板をガラス基板としたが、陽極接合以外の接合方法でもよい。たとえば、接合面にAu膜を蒸着やスパッタ法で形成し、Au膜とAu膜の面を真空中で清浄化し、その直後に接触させて接合する接合法や、1000℃程度の高温で圧着する方法などでもよい。陽極接合以外の場合は、ガラス以外の誘電体材料を使うことができる。 Further, since anodic bonding is selected as a method for bonding the silicon substrate and the dielectric substrate, the dielectric substrate is a glass substrate, but a bonding method other than anodic bonding may be used. For example, an Au film is formed on the bonding surface by vapor deposition or sputtering, the surfaces of the Au film and the Au film are cleaned in a vacuum, and contacted immediately after that, and bonded at a high temperature of about 1000 ° C. It may be a method. In cases other than anodic bonding, a dielectric material other than glass can be used.
図6は、図5(a)及び図5(b)の製造方法によって製作したオプチカルベンチをチップごとに切り出すためのダイシングライン30,31を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing
ダイシングライン30,31は、ハッチングで示した。ダイシングライン30,31に沿って、シリコン基板1と、陽極接合したガラス基板2、3を同時に切断することにより、オプチカルベンチをチップごとに分離する。この切断方法によれば、溝20は、シリコン基板1上に残存する。残存した溝20は、レンズ、又は光ファイバ搭載時の余剰接着剤の退避溝として効果がある。
Dicing
図7は、図6以外の切り出し方法を示す図である。ダイシングライン30が、溝20に掛かるように設定されており、オプチカルベンチを各チップに切断した後には、溝20が残らないオプチカルベンチとなる。
FIG. 7 is a diagram showing a cutting method other than that in FIG. The dicing
図8は、その他のオプチカルベンチの溝22の形成構造を示す上面図である。このような溝22の場合は、図1、図2、図4に示したオプチカルベンチの配線やレーザダイオード等と溝22とが重なる位置関係となるが、本発明のオプチカルベンチは、ガラス基板2の上に上記の配線やレーザダイオードなどを搭載するため、溝22はガラス基板2の搭載面の裏側となって、このような溝22の配置でも問題がない。このように、溝は、シリコン基板1の上に自由に形成することができる。
FIG. 8 is a top view showing a structure for forming the
図9は、図1、図2、図4に示したオプチカルベンチに光ファイバの位置合わせ用反射板40と非球面レンズ41を搭載した斜視図である。レーザダイオードや配線等は省略してある。溝20に反射板40をセットし、その反射板40を用いて、非球面レンズ41に位置合わせを行う。したがって、溝20は、反射板40セット用の溝として使用すれば、非球面レンズや光ファイバの位置合わせに有効であり、光学的に位置合わせができるため、高精度に、レンズや光ファイバがセットできる。
FIG. 9 is a perspective view in which the optical
また、溝20にセットした反射40の代わりに光学フィルタ(図示せず)をセットすることもできる。
An optical filter (not shown) can be set instead of the
図10は、図1に示したオプチカルベンチにレーザダイオード32、ホトダイオード33、非球面レンズ41を実装したときの状態を表す模式図である。非球面レンズ41は接着剤によってエッチング溝5に固定される。レーザダイオード32およびホトダイオード33は、レーザダイオード用AuSnはんだ薄膜11、ホトダイオード用第一AuSnはんだ薄膜17、ホトダイオード用第二AuSnはんだ薄膜15、ホトダイオード用第三AuSnはんだ薄膜16に熱を加えてこれらを溶かす(リフローする)ことによりオプチカルベンチ具体的には第一のガラス基板2にそれぞれ固定される。その際、レーザダイオード32、ホトダイオード33、非球面レンズ41の光軸が合致するようにパッシブアライメントにより固定される。これらの光軸が一致するためには、当然ながら、エッチング溝5の幅、第一のガラス基板2の厚さ、レーザダイオード32を実装する第一のガラス基板2上の位置、ホトダイオードを実装する第一のガラス基板2上の位置、エッチング溝5が形成されている位置が予め決められている。このような各光部品が実装されたオプチカルベンチに10GHz以上の高周波電気信号を印加して外部へ光信号を送信するために、ワイヤボンディングによって各部品の電気的接続を行う。高周波電気信号を取り扱うので、電気結線を行うための各ワイヤ34の長さが短くなるように、窒化タンタル薄膜抵抗8、酸化タンタル薄膜キャパシタ9、レーザダイオード用共通薄膜電極10、ホトダイオード用薄膜電極14、ホトダイオード用第一共通薄膜電極12、ホトダイオード用第二共通薄膜電極13、薄膜温度センサ18が予め最適な位置に形成されている。ここでの窒化タンタル薄膜抵抗8は電気信号のダンピング排除と終端抵抗の役割をする。レーザダイオード32にて電気信号は光信号に変換され、レーザダイオード32から出射された光信号は非球面レンズ41を通って光ファイバ等の外部へ送信される。このとき、レーザダイオード32から出射された光信号は、ホトダイオード33にてモニタされる。ここでは、ワイヤ34にてオプチカルベンチ内での配線やオプチカルベンチ外への配線を示しているがこの限りではない。オプチカルベンチ内部に貫通孔を形成し、その内部に金属を充填させたビアホール配線にて各素子を電気的に結合させて対応することもできる。この場合、ワイヤ34の寄生インダクタンスの影響による高周波電気信号の波形の歪みを矯正することができる。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a state when the
図11は、図1に示したオプチカルベンチをバタフライタイプのレーザダイオードモジュールに実装した例を示す模式図である。 FIG. 11 is a schematic diagram showing an example in which the optical bench shown in FIG. 1 is mounted on a butterfly type laser diode module.
レーザダイオード32、ホトダイオード33が第一のガラス基板2上に実装され、非球面レンズ41がシリコン基板1上に実装され、オプチカルベンチが、パッケージ35の中に実装されている。なお、図示していないが、オプチカルベンチの下部には、レーザダイオード32の発熱を抑制するための冷却用ペルチェ素子が実装される。10GHz以上の高周波電気信号は、高周波特性に優れたコネクタ39を介してオプチカルベンチに印加される。レーザダイオード32からの光信号は、非球面レンズ41、コリメータレンズ36、フェルール37で固定された光ファイバ38を通って外部に発信される。このような構成にて本発明のオプチカルベンチはレーザダイオードモジュールに適用される。
A
以上説明してきたオプチカルベンチを構成するシリコン基板1の非球面レンズ搭載用のエッチング溝5や逆ピラミッド溝6の形成には、水酸化カリウム水溶液を用いたが、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)やEDP(エチレンジアミンピロカテコール水)等のシリコンの異方性エッチングが可能な他のエッチング液を適用してもよい。ただし、エッチング形状および取扱の観点から、水酸化カリウム水溶液が適している。
A potassium hydroxide aqueous solution was used to form the
図12は、本発明のその他の実施例を示すオプチカルベンチの断面図である。それぞれ個々のオプチカルベンチを分離するためのダイシングは、第一のガラス基板2と自然酸化膜4とシリコン基板1と第二のガラス基板3と切断するものであるが、シリコンとガラスとは堅さや靭性が異なるため、ダイシングブレードの回転数や送り速度を、ガラス切断中とシリコン切断中で変更する必要があり、工程が増えるとともに、切断部のエッジの欠けやクラックが発生する場合がある。同じブレード回転数、送り速度で一度に切断しようとすると、欠けやクラックはさらに増える。特に、エッチング溝5側の面には、配線や電極を形成するため、欠けやクラックは好ましくない。エッチング溝5と反対の面は、多少の欠け、クラックは許容される。上記のことから、図12に示すように、図5(b)の工程g)、f)で第一のガラス基板2にエッチング開口を形成するときに、同時にダイシングラインの部分にエッチング開口50を形成する。これにより、シリコン基板1のみダイシングすることができ、第一のガラス基板2に欠けやクラックが入ることが無くなる。第二のガラス基板3は、そのままシリコン基板1と同じダイシング条件で切断しても良いし、あるいは切り残しておき、割って分割する方法もある。自然酸化膜4の厚みは薄いため無視してよい。
FIG. 12 is a cross-sectional view of an optical bench showing another embodiment of the present invention. The dicing for separating the individual optical benches is to cut the
図13は、図12と同様に、オプチカルベンチを分離するときのダイシングラインの部分に、ガラスのエッチング開口51を設けたオプチカルベンチの説明図である。エッチング溝5の反対の面にも欠けやクラックのない良質のオプチカルベンチが製造できる。
FIG. 13 is an explanatory view of an optical bench in which a
上記のガラスのエッチング開口は、本発明では、ドライエッチングを用いたが、特に限定するものではなく、ウエットエッチングでも良い。 In the present invention, dry etching is used for the etching opening of the glass in the present invention. However, the etching opening is not particularly limited, and may be wet etching.
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
1…シリコン基板、2…第一のガラス基板、3…第二のガラス基板、4…自然酸化膜、5…エッチング溝、6…逆ピラミッド溝、7…ガラスエッチング溝、8…窒化タンタル薄膜抵抗、9…酸化タンタル薄膜キャパシタ、10…レーザダイオード用共通薄膜電極、11…レーザダイオード用AuSnはんだ薄膜、12…ホトダイオード用第一共通薄膜電極、13…ホトダイオード用第二共通薄膜電極、14…ホトダイオード用薄膜電極、15…ホトダイオード用第二AuSnはんだ薄膜、16…ホトダイオード用第三AuSnはんだ薄膜、17…ホトダイオード用第一AuSnはんだ薄膜、18…薄膜温度センサ、20…溝、21…溝、22…溝、25…厚膜レジストパターン、26…レジスト開口部、27…レジスト開口部、28…エッチング開口部、41…非球面レンズ、32…レーザダイオード、33…ホトダイオード、34…ワイヤ、35…パッケージ、36…コリメータレンズ、37…フェルール、38…光ファイバ、39…コネクタ、40…反射板、50,51…エッチング開口、30,31…ダイシングライン。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記シリコン基板の第1の面に、酸化膜を介して設置された誘電体基板又はガラス基板である第一の基板と、
前記シリコン基板の第1の面と反対側の第2の面に、酸化膜を介して設置された誘電体基板又はガラス基板である第二の基板と、
前記第一の基板上に設置された配線と、
前記シリコン基板の第1の面に設けられ、レンズ又は光ファイバの設置に使用される設置溝と、
前記設置溝を通り、前記シリコン基板の外周端まで連通する第1の溝と、
前記シリコン基板の第2の面に、前記シリコン基板の外周端まで連通する第2の溝とを有することを特徴とするオプチカルベンチ。 A silicon substrate;
A first substrate that is a dielectric substrate or a glass substrate disposed on the first surface of the silicon substrate via an oxide film ;
A second substrate that is a dielectric substrate or a glass substrate disposed on the second surface opposite to the first surface of the silicon substrate via an oxide film ;
Wiring installed on the first substrate;
An installation groove provided on the first surface of the silicon substrate and used for installation of a lens or an optical fiber;
A first groove that passes through the installation groove and communicates with an outer peripheral end of the silicon substrate;
An optical bench having a second groove communicating with the second surface of the silicon substrate up to an outer peripheral end of the silicon substrate.
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