JP4855152B2 - 光半導体サブモジュールおよび光半導体サブモジュール製造方法 - Google Patents
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Description
図1は第1の実施形態による光半導体サブモジュール製作に係わる全行程と完成図である。電極12を有する光半導体素子13を、光出力あるいは光入力のために用いられる基板貫通孔10を有する基板11に電極12を接着することにより、基板11に実装する。このとき、光半導体素子13からの光出力あるいは光半導体素子13への光入力が基板貫通孔10を通過するように実装する。光半導体素子13を実装した後に、升形状のカバー構造体14を、光半導体素子13を覆うようにして基板11に接着させる。
図2は第2の実施形態による光半導体サブモジュール製作に係わる全行程と完成図である。電極12を有する光半導体素子13を、光出力あるいは光入力のために用いられる基板貫通孔10を有する基板11に電極12を接着することにより、基板11に実装する。このとき、光半導体素子13からの光出力あるいは光半導体素子13への光入力が基板貫通孔10を通過するように実装する。光半導体素子13を実装した後に、升形状のカバー構造体14を、光半導体素子13を覆うようにして基板11に接着させる。
図3は第3の実施形態による光半導体サブモジュール製作に係わる全行程と完成図である。電極12を有する光半導体素子13を、基板11に電極12を接着することにより実装する。その後、基板11に実装された電極12を有する光半導体素子13の上から、出力光あるいは入力光のために用いられる貫通孔を有するカバー構造体15を基板11に接着することにより、基板11に実装する。このとき、光半導体素子13からの光出力あるいは光半導体素子13への光入力がカバー構造体15の貫通孔を通過するように実装する。
図4は第4の実施形態による光半導体サブモジュール製作に係わる全行程と完成図である。電極12を有する光半導体素子13を、基板11に電極12を接着することにより実装する。その後、基板11に実装された電極12を有する光半導体素子13の上から、光出力あるいは光入力のために用いられる貫通孔を有するカバー構造体15を基板11に接着することにより、基板11に実装する。このとき、光半導体素子13からの光出力あるいは光半導体素子13への光入力がカバー構造体15の貫通孔を通過するように実装する。
図5は第1乃至第4の実施形態に用いられているカバー構造体14〜15の詳細な説明図である。媒質1(21)をカバー構造体の内部に流し込む際において、カバー構造体内側が有するマイクロフィン31、あるいはマイクロピン32による毛細管現象を使うことによって媒質1(21)の粘性に応じ、流れ易さを調整可能とし、カバー構造体内部に均等に媒質が注入される。上記のマイクロフィン31あるいはマイクロピン32の配置や形状を変えることによって、カバー構造体14〜15の内部に残される空隙の容積が調整可能となる。
なお、本実施形態において、マイクロフィンとマイクロピンとの双方を用いることも出来る。
図6はマルチモード光ファイバとの接続が考慮された、光半導体サブモジュールの光取り出し面、あるいは光入力面が有するキノフォームである。これは、本発明の光半導体素子の出力光あるいは入力光の波長の2倍以下の高低差をもつ凹面あるいは凸面41とをランダムに面内分布する透明基板であって、凹面あるいは凸面の面内空間周波数が、光半導体サブモジュールに接続される光導波路の開口数と光半導体素子の出力光あるいは入力光の波数との積以下とすることができる。これにより、位相がランダム化されるためマルチモード導波路と光半導体サブモジュールとの接続が良好となる。
図7は光半導体素子13を有する基板11の上の微細な凸構造あるいは凹構造42を示している。このような微細な凸構造あるいは凹構造42を設けることによって、光半導体素子13の実装後における媒質1(21)の流し込みが、毛細管現象により容易になる。具体的には、媒質1(21)を流し込むと、媒質1(21)は、凸構造あるいは凹構造42に沿ってまず付着し次に、凸構造あるいは凹構造42のない平面に流れていく。これにより、媒質1(21)を、基板上で偏ることなく均等に流し込むことができる。
11 基板
12 電極
13 光半導体素子
14 カバー構造体
15 カバー構造体
21 媒質1
22 媒質2
23 レンズ
24 レンズ面
25 レンズ
26 レンズ
27 レンズ面
28 レンズ
31 マイクロフィン
32 マイクロピン
41 凹面あるいは凸面
42 凸構造あるいは凹構造
Claims (10)
- 光半導体サブモジュール製造方法であって、
少なくとも一つの貫通孔を有する基板上に、少なくとも1つの光半導体素子を配置するステップであって、前記光半導体素子の出力光あるいは入力光が、前記貫通孔を貫通するように前記光半導体素子を配置するステップと、
前記光半導体素子を覆うように升形状のカバー構造体を前記基板上に配置するステップと、
前記光半導体素子の出力光あるいは入力光の波長に対して透明であり、且つ粘度を有する第1の媒質を、前記カバー構造体内部に空隙が残された状態になるように、かつ前記貫通孔を封止するように前記カバー構造体内部に注入するステップと、
前記空隙の気圧よりも環境圧力を低くして、前記貫通孔において前記第1の媒質により凸部を形成するステップと、
前記凸部を硬化して凸形状のレンズを形成するステップとを有し、
前記光半導体素子の封止構造とレンズが一体形成された光半導体サブモジュールを製造することを特徴とする光半導体サブモジュール製造方法。 - 光半導体サブモジュール製造方法であって、
少なくとも一つの貫通孔を有する基板上に、少なくとも1つの光半導体素子を配置するステップであって、前記光半導体素子の出力光あるいは入力光が、前記貫通孔を貫通するように前記光半導体素子を配置するステップと、
前記光半導体素子を覆うように升形状のカバー構造体を前記基板上に配置するステップと、
前記光半導体素子の出力光あるいは入力光の波長に対して透明であり、且つ粘度を有する第1の媒質を、前記カバー構造体内部に空隙が残された状態になるように、かつ前記貫通孔を封止するように前記カバー構造体内部に注入するステップと、
前記空隙の気圧よりも環境圧力を高くして、前記貫通孔において前記第1の媒質により凹部を形成するステップと、
前記凹部を硬化して凹形状のレンズを形成するステップと、
前記第1の媒質の屈折率よりも高い屈折率を有し、かつ前記光半導体素子の出力光あるいは入力光の波長に対して透明な第2の媒質を前記凹形状のレンズの表面に密着固定させることによって凸形状のレンズを形成するステップとを有し、
前記光半導体素子の封止構造とレンズが一体形成された光半導体サブモジュールを製造することを特徴とする光半導体サブモジュール製造方法。 - 光半導体サブモジュール製造方法であって、
基板上に少なくとも一つの光半導体素子を配置するステップと、
少なくとも1つの貫通孔を有し、升形状のカバー構造体を、前記光半導体素子を覆い、前記光半導体素子の出力光あるいは入力光が前記貫通孔を貫通するように前記基板上に配置するステップと、
前記光半導体素子の出力光あるいは入力光の波長に対して透明であり、且つ粘度を有する第1の媒質を、前記カバー構造体内部に空隙が残された状態になるように、かつ前記貫通孔を封止するように前記カバー構造体内部に注入するステップと、
前記空隙の気圧よりも環境圧力を低くして、前記貫通孔において前記第1の媒質により凸部を形成するステップと、
前記凸部を硬化して凸形状のレンズを形成するステップとを有し、
前記光半導体素子の封止構造とレンズが一体形成された光半導体サブモジュールを製造することを特徴とする光半導体サブモジュール製造方法。 - 光半導体サブモジュール製造方法であって、
基板上に少なくとも一つの光半導体素子を配置するステップと、
少なくとも1つの貫通孔を有し、升形状のカバー構造体を、前記光半導体素子を覆い、前記光半導体素子の出力光あるいは入力光が前記貫通孔を貫通するように前記基板上に配置するステップと、
前記光半導体素子の出力光あるいは入力光の波長に対して透明であり、且つ粘度を有する第1の媒質を、前記カバー構造体内部に空隙が残された状態になるように、かつ前記貫通孔を封止するように前記カバー構造体内部に注入するステップと、
前記空隙の気圧よりも環境圧力を高くして、前記貫通孔において前記第1の媒質により凹部を形成するステップと、
前記凹部を硬化して凹形状のレンズを形成するステップと、
前記第1の媒質の屈折率よりも高い屈折率を有し、かつ前記光半導体素子の出力光あるいは入力光の波長に対して透明な第2の媒質を前記凹形状のレンズの表面に密着固定させることによって凸形状のレンズを形成するステップとを有し、
前記光半導体素子の封止構造とレンズが一体形成された光半導体サブモジュールを製造することを特徴とする光半導体サブモジュール製造方法。 - 請求項1乃至請求項4において、
前記カバー構造体の内側に、マイクロフィン、あるいはマイクロピン、あるいはそれぞれの組み合わせの構造を含み、前記第1の媒質の注入時において毛細管現象を用いることが可能であることを特徴とする光半導体サブモジュール製造方法。 - 請求項1乃至請求項4において、
前記基板の表面が基板材質と同質あるいは微細金属配線による微細な凸構造あるいは凹構造を含むことによって、前記第1の媒質を流し込む際に、毛細管現象によって最初に前記微細な凸構造あるいは凹構造に前記第1の媒質が流れ込み、次に均等に前記基板の表面に前記第1の媒質が流れ込み、前記光半導体素子と前記基板との間における前記第1の媒質の均等な流れ込みを容易にしたことを特徴とする光半導体サブモジュール製造方法。 - 請求項1乃至請求項5において、
前記光半導体素子の出力光あるいは入力光の波長の2倍以下の高低差をもつ凹面あるいは凸面とがランダムに面内分布する透明基板であって、前記凹面あるいは凸面の面内空間周波数が、光半導体サブモジュールに接続される光導波路の開口数と前記光半導体素子の出力光あるいは入力光の波数との積以下である透明基板を、前記第1の媒質からなる前記レンズ面が含むことを特徴とする光半導体サブモジュール製造方法。 - 請求項2、および請求項4において、
前記第2の媒質の表面は前記光半導体素子の出力光あるいは入力光の波長の2倍以下の高低差をもつ凹面あるいは凸面とがランダムに面内分布する構造を備え、前記凹面あるいは凸面の面内空間周波数が、光半導体サブモジュールに接続される光導波路の開口数と前記光半導体素子の出力光あるいは入力光の波数との積以下であることを特徴とする光半導体サブモジュール製造方法。 - 請求項1乃至請求項7において、
前記光半導体素子が面発光レーザ、あるいは少なくとも一つの半導体基板に複数の面発光レーザが集積化された面発光レーザアレイ、あるいはフォトディテクタ、あるいは少なくとも一つの半導体基板に複数のフォトディテクタアレイが集積化されたフォトディテクタアレイ、あるいはそれぞれの組み合わせを含む光半導体素子であることを特徴とする光半導体サブモジュール製造方法。 - 請求項1乃至請求項8において、
前記光半導体素子がDFBレーザ、DBRレーザ、ファブリーペローレーザ、あるいは半導体光増幅器、半導体波長変換器、半導体変調器、あるいはそれぞれの集積化を含むことを特徴とする光半導体サブモジュール製造方法。
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