JP5015422B2 - 光電子デバイス及び光電子デバイスを製造する方法 - Google Patents

光電子デバイス及び光電子デバイスを製造する方法 Download PDF

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Description

本発明は、光電子デバイスのウェハレベルでのパッケージングに関し、詳細には、光電子デバイスのウェハスケールでのサブマウントに関する。
光電子（ＯＥ）デバイスは、一般に個々のダイとしてパッケージされる。
米国特許第６４２９５１１号明細書 米国特許第６３７６２８０号明細書 米国特許第６２６５２４６号明細書 米国特許第６２２８６７５号明細書 米国特許第５８７５２０５号明細書 米国特許第５９８１９４５号明細書 米国特許第６５５６６０８号明細書 米国特許出願公開第２００３／０１１６８２５Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２００３／０１１９３０８Ａ１号明細書 米国特許出願番号１０／２１０５９８号明細書 米国特許出願番号１０／２０８５７０号明細書 米国特許出願番号１０／２７７４７９号明細書
こうしたアセンブリ手段は時間がかかり、労働集約的であることが多く、その結果製造コストが高くなる。したがって、ＯＥデバイスのパッケージングを改良する方法が必要である。
本発明の一実施態様では、光電子デバイスは、サブマウントとリッドとを備える。サブマウントは、基板上にレンズとレーザとを備える。リッドは、反射性材料で被覆された表面を有するキャビティを画定し、４５°ミラーを形成する。このミラーは光をレーザからレンズに反射し、光は、サブマウントを通って光電子デバイスを出て行く。
異なる図面で同一の参照符号を使用している場合、類似または同一の部品を指示する。断面図は、一定の縮尺で描かれているわけではなく、単に具体的に示すためのものである。
光電子パッケージは、サブマウントウェハと、サブマウントウェハに結合されたリングウェハと、リングウェハに結合されたリッドウェハとを備える。リッドウェハは、一般に集積レンズを備える。サブマウントウェハは、一般に発光レーザを備え、レーザに電源を供給するために相互接続する。リングウェハは、一般に、ＲＩＥエッチングを使用して加工され、直線壁部を形成する。４５°表面を有する追加の構成部品は、リング内部のレーザに隣接して配置される。この構成部品は、光をレーザから上方にリッド内のレンズに反射させるためのミラーとして機能する。別法によると、リングウェハは、光をレーザから上方にリッドウェハ内のレンズに反射させる集積４５°ミラーを形成するように加工される。
光電子パッケージは、２箇所の気密封止を必要とし、一方はリングウェハとリッドウェハとの間、他方はリングウェハとサブマウントウェハとの間である。追加のミラー構成部品が存在する場合、これらの２つは、位置合わせして取り付けなければならない。また、光電子パッケージは３個のウェハを加工する必要がある。さらに、正確な経路長を維持するには、２個の薄いウェハ（たとえば、２７５μｍ）をリングウェハおよびリッド／レンズウェハとして使用する必要がある。したがって、光電子パッケージのこれらの欠点に対処する装置が必要である。
集積光電子工学
図１は、本発明の一実施態様におけるレーザサブマウント８０およびリッド１３０を備える光電子チップエンクロージャ（ＯＥＣＥ）１５０（図１６）を製造する方法１０のフローチャートである。
ステップ１２では、図２に示すように、光学レンズ５２が、サブマウント８０の基板５４上に形成される。一実施態様では、基板５４は、１３１０ナノメートル（ｎｍ）の光に対して透過性である標準的な厚さ（たとえば、６７５μｍ）のシリコンウェハである。別法によると、基板５４は、石英、ホウケイ酸ナトリウムガラス（たとえば、Ｐｙｒｅｘ（登録商標）、サファイア、ヒ化ガリウム、炭化ケイ素またはリン化ガリウムである。一実施態様では、レンズ５２は、位相シフトレンズ層のスタックからパターン化されて、所望のレンズ形状を形成する回折光学素子（ＤＯＥ）である。スタック内の隣接する位相シフト層は、１つのエッチング停止層により分離される。位相シフト層は非晶質シリコン（α−Ｓｉ）、エッチング停止層は炭化ケイ素（ＳｉＯ２）で良い。別法によると、位相シフト層は、非晶質シリコンの代わりに窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）で良い。
スタックを形成するため、先ず、非晶質シリコン層を基板５４上に形成する。非晶質シリコン層は、５５０℃における低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）、またはプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）により蒸着することができる。非晶質シリコン層の厚さは、以下の公式により決定することができる：
ｔ＝λ／（N（Δｎｉ））
上記の方程式中、ｔは位相シフトレンズ層、λは目標波長、Ｎは位相シフトレンズ層の数、Δｎｉは、位相シフトレンズ材料と、その環境の屈折率（ｎｉ）の差である。一実施態様では、λが１３１０ｎｍ、Ｎが８個、非晶質シリコンのｎｉが３．６、二酸化シリコンのｎｉが１．４６の場合、非晶質シリコン層の一般的な厚さは７６５Åである。
次に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層を非晶質シリコン層上に形成する。二酸化ケイ素層 は、５５０℃の蒸気中において、非晶質シリコン層上で熱的に成長させることができる。別法によると、二酸化ケイ素層はＰＥＣＶＤにより蒸着することができる。二酸化ケイ素層の一般的な厚さは５０Åである。非晶質シリコンの蒸着および非晶質シリコンの低温熱酸化過程は、位相シフト層の所望の数だけ繰り返す。
スタックが形成された後、各々の層をマスクおよびエッチングして、所望の回折レンズを形成する。先ず、非晶質シリコン層上の二酸化ケイ素層は、希釈水／フッ化水素酸（ＨＦ）溶液（一般に５０：１）を使用し、浸漬して除去する。次に、フォトレジストをスピンし、露光し、非晶質シリコン層上に現像する。次に、エッチング停止層として作用する非晶質シリコン層を次の二酸化ケイ素層までプラズマエッチングする。残りの位相シフト層について、このマスキングおよびエッチング過程を繰り返す。
一実施態様では、レンズ５２は２焦点回折レンズであり、レーザ光を体積全体に均一に拡散する小角度分布に変換する。この体積の寸法は、光ファイバの入力面のサイズと相対的に大きいため、部品を容易に位置合わせすることができる。２焦点回折レンズは、２つの焦点長ｆ１およびｆ２を提供する隆起部を含む表面を有する。２焦点回折レンズの設計過程は、焦点長ｆ１を有する従来の回折レンズの表面の輪郭を画定する第１位相関数を求めることで開始することができる。回折レンズの設計に関する従来のどの技術を用いても良い。特に、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．から市販されているＧＬＡＤ、またはＭＭ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．から市販されているＤＩＦＦＲＡＣＴなどの商用ソフトウェアは、回折素子の位相関数を分析することができる。第２位相関数は、第２位相関数を第１位相関数と共に多重化した場合に、この組合せが第２焦点長ｆ２を有する回折レンズを提供するように同様に生成される。次に、第２位相関数は、ある割合（たとえば、５０％）の入射光を集束するが、摂動を受けていない残りの（たとえば、５０％）の入射光を通過させる部分的に有効な回折レンズを提供するようにスケールする。第１位相関数およびスケールされた第２位相関数は互いに多重化されて、最終的な２焦点レンズ構造を形成する。
もう１つの実施態様では、レンズ５２は、ハイブリッド回折／屈折素子である。ハイブリッド回折／屈折素子は、体積を超えて光を広げて、上記の光ファイバに関する位置合わせの許容量を拡張する。ハイブリッド回折／屈折レンズは、ｆ２などの１つの焦点長の曲率を有する少なくとも１つの表面を有する。さらに、部分的に有効な回折レンズの回折の特徴は、ハイブリッド回折／屈折レンズの一方または両方の表面上に重ね合わされ、この組合せは、入射光の個々の部分に対する２つの焦点長ｆ１およびｆ２を提供する。
ステップ１４では、図３に示すように、酸化物層５６が基板５４およびレンズ５２上に形成される。一実施態様では、酸化物層５６は、ＰＥＣＶＤにより蒸着される二酸化ケイ素であり、一般的に１μｍの厚さを有する。酸化物層５６は後に平坦化されて、光が通過するための平坦な表面を形成する。これは、金属層が形成された後、プロセスの終わりに行うことができる。
ステップ１６では、図４に示すように、金属層１は酸化物層５６上に形成されて、パターン化される。一実施態様では、金属層１（図４）は、チタンタングステン（ＴｉＷ）、アルミニウム銅（Ａｌｃｕ）、およびスパッタリングにより蒸着されたＴｉＷ金属のスタックである。ＴｉＷ合金層は一般に各々０．１μｍ厚であり、ＡｌＣｕ合金層は一般に０．８μｍ厚である。金属層１は、相互接続部を形成するようにパターン化される。一実施態様では、フォトレジストをスピン、露光および現像して、エッチングウィンドウ６２（図５）を画定するエッチングマスク６０（図５）を形成する。次に、エッチングウィンドウ６２により露光される金属層１の部分をエッチングして、相互接続部１Ａ（図６）を形成する。その後、マスク６０を相互接続部１Ａから剥離する。
ステップ２０では、図７および図８に示すように、誘電層６４は、酸化物層５６および相互接続部１Ａ上に形成されて平坦化される。誘電層６４は、相互接続部１Ａを他の導電層から絶縁する。一実施態様では、誘電層６４は、ＰＥＣＶＤにより形成されたテトラエチル・オルトシリケイト（ＴＥＯＳ）から製造された二酸化ケイ素であり、化学機械的研磨（ＣＭＰ）により平坦化される。誘電層６４の一般的な厚さは１μｍである。
ステップ２２では、図９および図１０に示すように、相互接続部１Ａに対する接触ウィンドウまたはバイア７０を形成する。一実施態様では、フォトレジストをスピン、露光および現像して、エッチングウィンドウ６８（図９）を画定するエッチングマスク６６（図９）を形成する。エッチングウィンドウ６８により露光された誘電層６４の一部をエッチングして、接触ウィンドウ／バイア（図１０）を形成する。その後、マスク６６を相互接続部１Ａから剥離する。金属をバイア７０内に蒸着すると、相互接続部１Ａに対するプラグを形成することができる。
ステップ２４では、図１１〜図１３に示すように、金属層２を誘電層６４上に形成する。一実施態様では、金属層２は、チタン−白金−金（ＴｉＰｔＡｕ）の順に蒸着される。チタンの厚さは一般に０．１μｍであり、白金の厚さは一般に０．１μｍ、金の厚さは一般に０．５μｍである。金属層２は、接触パッドおよびボンディングパッドを形成するように成形する。一実施態様では、フォトレジストはスピン、露光および現像して、蒸着ウィンドウ７３（図１１）を画定するリフトオフマスク７２（図１１）を形成する。その後、マスク７２は、マスク７２上に蒸着されたリフトオフ金属層２まで剥離され、接触パッドまたはボンディングパッド２Ａ（図１３）が残る。
金属層１および２は、２つの相互接続レベルを形成するようにパターン化することができる。２つの相互接続レベルは、プラグにより２つのレベル間で接続することができる。図１４は、一実施態様の方法１０におけるこの時点で形成されたサブマウント８０の上面図を示す。サブマウント８０は、レンズ５２および接触パッド８２、８４、８６および８８の周囲に外周部を形成する封止リング１０６を備える。封止リング１０６は、レンズ５２、レーザダイ１２２（図１５）、およびモニタフォトダイオードダイ１２４（図１５）を包囲するリッドにサブマウント８０を接合するために使用する。封止リング１０６は、ステップ２４で形成されてパターン化された金属層２の一部である。封止リング１０６はボンディングパッド１０８および１１０に結合され、接地接続を形成する。封止リング１０６が後に金属被覆リッド１３０に電気的に結合されると、金属は電磁干渉（ＥＭＩ）シールドとして機能し、その結果、ＥＭＩはリッド１３０から出ることがない。
接触パッド８２および８４は、レーザダイ１２２に対する電気接続を提供する。接触パッド８２および８４は、埋め込まれた個々のトレース９０および９２により、封止リング１０６の外部に位置する個々の接触パッド９４および９６に接続される。接触パッド８２および８４は、ステップ２４で形成されてパターン化された金属層２の一部である。トレース９０および９２は、ステップ１６で形成されてパターン化された金属層の一部である。
接触パッド８６および８８は、モニタフォトダイオードダイ１２４に対する電気接続を形成する。接触パッド８６および８８は、個々の埋め込みトレース９８および１００により、封止リング１０６の外側に位置する個々の接触パッド１０２および１０４に接続される。接触パッド８６および８８は、ステップ２４で形成されてパターン化された金属層２の一部である。トレース９８および１００は、ステップ１６で形成されてパターン化された金属層１の一部である。
ステップ２８では、図１５に示すように、レーザダイ１２２を接触パッド８２に位置合わせして接合する。レーザダイ１２２も、ワイヤボンドにより接触パッド８４（図１４）に電気的に接続する。一実施態様では、レーザダイ１２２は、端面発光ファブリーペローレーザである。同様に、モニタフォトダイオードダイ１２４を接触パッド８６に位置合わせして接合する。レーザダイ１２２およびフォトダイオード１２４を取り付けた後、反射防止コーティング（図示しない）をレンズ５２の表面に施すと、光がサブマウント８０を出て行く時の反射を減少させることができる。
ステップ３０では、図１５に示すように、リッド１３０を形成する。リッド１３０は、反射性材料１３４で被覆される表面１３２を有するキャビティ１３１を画定する。キャビティ１３１は、サブマウント８０上にあるダイを収容するために必要な空間を提供する。表面１３２上の反射性材料１３４は、光をレーザダイ１２２からレンズ５２に反射する４５°ミラー１３５を形成する。リッド１３０の縁部における反射性材料１３４は、封止リング１３６として作用する。キャビティ１３１上の反射性材料１３４も、封止リング１３６並びに接触パッド１０８および１１０を通して接地された場合、ＥＭＩシールドとして機能する。一実施態様では、反射性材料１３４は、チタン−白金−金（ＴｉＰｔＡｕ）の順に蒸着される。チタンの厚さは一般に０．１μｍ、白金の厚さは一般に０．１μｍ、金の厚さは一般に０．１μｍである。一実施態様では、リッド１３０は、１３１０ｎｍの光に対して透過性の標準の厚さ（たとえば、６７５μｍ）のシリコンウェハである。
一実施態様では、リッド１３０は、主面１３８から９．７４°偏位する平面＜１００＞を有する。リッド１３０は、表面１３２がシリコン基板の平面＜１１１＞に沿って形成されるようにウェットエッチングする。リッド１３０の平面＜１００＞は、主面１３８から９．７４°偏位するように方向付け、次に、平面＜１１１＞およびミラー１３５を主面１３８から４５°偏位するように方向付ける。
ステップ３２では、図１６に示すように、リッド１３０をサブマウント８０の上面に位置合わせさせて接合し、ＯＥＣＥ１５０を形成する。一実施態様では、リッド１３０の封止リング１３６およびサブマウント８０の封止リング１０６は、はんだで接合される。別法によると、リッド１３０の封止リング１３６およびサブマウント８０の封止リング１０６は、冷間溶接で接合する。
図示のとおり、光１５２（たとえば、１３１０ｎｍ）は、レーザダイ１２２により発光される。光１５２は、ミラー１３５から下方にレンズ５２に反射する。次に、レンズ５２は、指定の位置で光ファイバにより受け取れるように、光１５２を集束する。絶縁層６４、酸化物層５６および基板５４は、光１５２に対して透過性であり、光１５２はサブマウント８０を通って光電子デバイスから出て行くことができる。
ステップ３４では、図１６に示すように、位置合わせポスト１４０はサブマウント８０の裏側に位置合わせさせて接合する。位置合わせポスト１４０は、ＯＥＣＥ１５０がフェルール内において光ファイバと位置合わせすることを可能にする。
当業者であれば理解するように、上記の方法は、多数のＯＥＣＥ１５０を同時に形成するように、ウェハ規模で実施することができる。次に、これらのＯＥＣＥ１５０を個片化（singulation）して、個々のパッケージを形成する。
ＯＥＣＥ１５０は、従来の光電子パッケージに比べていくつかの利点を提供する。第１に、ＯＥＣＥ１５０の製造に必要なウェハは２個のみであるが、従来のパッケージの場合は３個のウェハが必要である。第２に、ウェハは、従来のパッケージの２枚の薄いウェハではなく、標準の厚さ（たとえば、６７５μｍ）で良い。第３に、リッド１３０とサブマウント８０との間に必要な密封シールは１個のみであるが、従来のパッケージの場合は２個である。
光学サブアセンブリ用の位置合わせポスト
図１７は、光ファイバ（ＦＯ）トランシーバの製造における共通の構成単位である従来の光学アセンブリ（ＯＳＡ）２１２を示す。ＯＳＡ２１２は、電気信号を光信号に変換して、ファイバなどの光導波管２１４（図１８）内に光のこうしたパルスをラウンチする。一般に、ファイバ２１４は、コネクタ本体２１８内に収容されるセラミックフェルール２１６内に実装される。コネクタ本体２１８は、スモールフォームファクタ（ＳＦＦ）ＦＯコネクタ、たとえば、一般にＬＣコネクタとして周知され、ルーセントテクノロジー（Ｌｕｃｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）が開発したルーセントコネクタなどで良い。その他のタイプのＦＯコネクタ、たとえばＳＣコネクタ、ＳＴコネクタおよびＦＣコネクタを使用しても良い。
図１８は、ＯＳＡ２１２の細部を示す。一般に、ＯＳＡ２１２は、３個の部品を備え、これらの部品、つまり（１）光電子（ＯＥ）デバイス２２０と、（２）レンズ２２２と、（３）ファイバ２１４を含むフェルール２１６を収容するポート２２４とは、光学的に位置合わせする必要がある。一般に、ＯＥデバイス２２０はＴＯ（トランジスタアウトライン）ヘッダ２２６上に実装され、ウィンドウ付きのＴＯｃａｎ２２８内にパッケージされる。ポート２２４は、ＴＯｃａｎ２２８およびレンズ２２２を収容する本体の一部である。これらの３個の部品は、通常、互いに対して理想的な位置の数μｍ内で位置合わせさせなければならない。
ＯＳＡ２１２は完成しておらず、その部品が正しい位置に位置合わせされて固定されるまで試験可能である。この位置合わせは、一般に、ＯＥデバイス２２０に電源を投入し、ＴＯｃａｎ２２８をポート２２４に対してＸ、ＹおよびＺ方向に移動させて行われる。次に、この位置は、一般にポリマー接着剤を使用するか、またはレーザ溶接処理により「固定」する。
ＯＳＡの構造は製品ごとに著しく異なるが、一般に、パッケージ化されたデバイス（ＯＥデバイス２２０など）、レンズ（レンズ２２２など）、およびファイバ位置合わせ機構（ポート２２４など）を一般に含む。ファイバ位置合わせ機構は、一般に、セラミックのフェルール（フェルール２１６など）を収容するように射出成形プラスチックまたはセラミックで構成された精密孔である。
より小型で安価なＯＳＡを製造するために、常に取組みが行われている。小型ＯＳＡを期待するのには、コスト、品質および機能性の点で多くの有益な理由が存在する。しかし、小型ＯＳＡは、位置合わせ機構を含まなければ完全ではない。したがって、小型ＯＳＡ用の位置合わせ機構が必要である。
図１９は、従来のＯＳＡ２１２における対応部品と比較した光電子チップエンクロージャ（ＯＥＣＥ）３０２を示す。ＯＥＣＥ３０２は、安価で、パッケージに適合するように適切なサイズに作られた位置合わせ機構を必要とする。１つの方法は、精密な孔（ポートなど）を有する部品にＯＥＣＥ３０２を位置合わせさせて取り付けることであろう。しかし、この解決方法は重大な欠点を有し、ポートはＯＥＣＥ３０２よりも必然的に非常に大きくなり、その結果、試験可能で位置合わせされたＯＳＡはＯＥＣＥ３０２よりも非常に大きくなるであろう。
図２０Ａおよび２０Ｂは、本発明の一実施態様の位置合わせポスト３０４を有するＯＥＣＥ３０２を示す。位置合わせポスト３０４は、ＯＥＣＥ３０２の前部「ウィンドウ」に位置合わせさせて取り付けられた円筒状管である。結果は、完全に位置合わせし、試験可能なＯＳＡ３０６である。位置合わせポスト３０４をＯＥＣＥ３０２の前部ウィンドウに追加することにより、完全に位置合わせしたＯＳＡ３０６をＯＥＣＥ３０２の「設置面積」内に形成することができる。
図２１は、本発明の一実施態様におけるＯＳＡ３０６およびＦＯコネクタ３０７のアセンブリを示す。ＦＯコネクタ３０７は、ＬＣコネクタ、ＳＣコネクタ、ＳＴコネクタ、ＦＣコネクタ、またはその他の類似のＦＯコネクタで良い。完全に位置合わせしたＯＳＡ３０６上の位置合わせポスト３０４は、プラスチック、金属またはセラミックから製造されたスリーブ３０８の一方の端部に挿入される。ＯＳＡ３０６およびスリーブ３０８のサブアセンブリは光ファイバモジュールの一部を形成し、この光ファイバモジュールは、ＦＯコネクタ３０７内のファイバ３１２などの光ファイバケーブルで、ユーザが供給する光ファイバケーブルと嵌合する。ファイバ３１２を保持するセラミックフェルール３１０は、スリーブ３０８のもう一方の端部に挿入される。スリーブ３０８は、位置合わせポスト３０４およびフェルール３１０のＯＤに適合する適切なＩＤで製造される。スリーブ３０８内へのＯＳＡ３０６の挿入は完全に受動的であり、作業は低コストである。
位置合わせポスト３０４は、従来のＯＳＡ２１２（図１８）上のポート２２４（図１８）に類似するように見える点に注目することは重要であり、基本的には、位置合わせポスト３０４上の位置合わせ機構は外径（ＯＤ）であり、ポート２２４上の位置合わせ機構は内径（ＩＤ）である点が異なる。図１７を参照すると、ポート２２４のＩＤは、一般に、嵌合するフェルール２１６のＯＤより数μｍ大きい。ポート２２４は、フェルール２１６の１．２４９ｍｍのＯＤと嵌合する１．２５５ｍｍのＩＤを有する。図２１を参照すると、位置合わせポスト３０４は、フェルール３１０と同じかまたは類似するＯＤ（たとえば１．２５ｍｍ）を有する。ＯＥＣＥ３０２のレンズ３１１からファイバ３１２までの光学距離は、位置合わせポスト３０４の長さにより設定される。位置合わせポスト３０４の中心にある孔は、位置合わせには使用せず、光３１６を通過させるために使用する。したがって、この孔のサイズは重要ではない。上記の寸法は、光をマルチモードファイバ内に放射するために一般的である。上記の概念は、シングルモードファイバ内に放射するためのＯＳＡにも適用されるが、シングルモードファイバに要求される許容量は、マルチモードラウンチに要求される許容量よりも厳密である。
ＯＤ（つまり、ポスト）に位置合わせさせるという概念は、ＩＤ（つまり、孔）に位置合わせさせる場合とは微妙に異なるが、２つの重要な利点、つまりコストとサイズに関する利点を提供する。
コスト−精密な直径のポストを製造することが、非常に容易で経済的である。その理由は、ＯＤを研削して長いロッドを製造し、次に、単にロッドの一片を薄く切り取って多くの部品を製造するからである。ある精密な特徴をおそらく１μｍまたは２μｍの公差で製造するコストは、ＯＳＡ３０６のコストを最低限に保つ上で重要である。最も安価で精密に製造可能なものは球体（たとえば、ボールベアリング）であり、おそらく２番目に安価で精密に製造可能なものはシリンダである。
サイズ−ＯＥＣＥ３０２は、部品の２次元のアレイ状に製造することができる。この製造方法は、位置合わせ機構を除く何百個または何千個ものＯＳＡ３０６全体を製造する。理想的には、位置合わせ機構は、ＯＳＡ３０６がまだアレイ状である時に追加されるが、これは、位置合わせ機構がＯＥＣＥ３０２の設置面積より小さい場合にのみ可能である。
図２２Ａは、位置合わせポスト３０４をＯＥＣＥ３０２に位置合わせして取り付ける（個々に、または群として）ことができることを示す。位置合わせポスト３０４は十分に小さく、ＯＥＣＥ３０２の前部ウィンドウ上に適合する。一方、図２２Ｂは、間隔を増やさなければポート２２４をＯＥＣＥ３０２のアレイに位置合わせして取り付けることができないことを示し、したがって、ＯＥＣＥ３０２のサイズ（ひいてはコスト）が増加する。
図２３は、一実施態様におけるスリーブ３０８内に挿入されたＯＳＡ３０６の断面を示す。ＯＳＡ３０６のアレイは、各々をスリーブ３０８、またはスリーブ３０８より非常に大きい何かの中に挿入する前に、個片化（singulation）する必要がある。しかし、この時点における個片化は、ＯＳＡ３０６の製造における欠点ではなく、つまり、位置合わせポスト３０４はアレイ状のＯＥＣＥ３０２に既に位置合わせして取り付けられているからである。
小型のＯＳＡ３０６のもう１つの利点は、別のＯＳＡ３０６に対してより近く整列させて、比較的小さいＦＯコネクタと嵌合させることができる点である。実際、二重コネクタ（二重ＬＣコネクタなど）が現在のサイズである従来の理由の１つは、２個のＴＯｃａｎをどのようにポート内に整列させることができるかということである。こうして、ＯＳＡ３０６は比較的小さいコネクタおよび比較的小さいトランシーバを可能にする。
図２４は、円筒状の位置合わせポスト３０４が、ガラスなどの透明な材料から製造された中実の位置合わせポスト３０４Ａに置き換えられるＯＳＡ３０６Ａの断面を示す。位置合わせポスト３０４Ｂの外径は、光３１６が位置合わせポスト３０４Ａを透過する時に、位置合わせ機構として使用される。
図２５は、本発明の一実施態様におけるＯＳＡ３０６Ｂの断面を示す。ＯＳＡ３０６Ｂは、円筒状の位置合わせポスト３０４を、ガラスなどの透明な材料から製造された部分的な球体３０４Ｂと置き換える。部分的な球体３０４Ｂの円周は、光３１６が部分的な球体３０４Ｂを透過する時に、位置合わせ機構として使用される。
開示した実施態様における特徴の様々な他の適応および組合せは、本発明の範囲に含まれる。たとえば、サブマウント８０は追加の能動および受動回路構成を備えることができる。特に、サブマウント８０は、抵抗器およびコンデンサなどの受動回路構成、およびトランジスタなどの能動回路構成を形成するように加工することができる。サブマウントは、二極ＣＭＯＳ（ＢｉＣＭＯＳ）集積回路を備えるように加工することもできる。多くの実施態様は、以下の特許請求の範囲により網羅される。
本発明の一実施態様におけるサブマウントと、リッドと、位置合わせポストとを備える光電子デバイスを製造するための方法１０のフローチャート。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの断面図。 本発明の一実施態様における方法１０により形成されたサブマウントの上面図を示す。 本発明の一実施態様における光電子デバイスの分解図。 本発明の一実施態様における光電子デバイスの組立図。 従来の光学サブアセンブリ（ＯＳＡ）および従来のＬＣコネクタ。 従来の光学サブアセンブリ（ＯＳＡ）および従来のＬＣコネクタ。 本発明の一実施態様における光電子チップエンクロージャ（ＯＥＣＥ）と、従来のＯＳＡにおける対応素子との比較を示す。 本発明の一実施態様における位置合わせポストを使用するＯＳＡ。 本発明の一実施態様における位置合わせポストを使用するＯＳＡ。 図２０Ａおよび図２０ＢのＯＳＡと、本発明の一実施態様における光ファイバコネクタとの整列。 本発明の一実施態様における整列ポート上に位置合わせポストを使用する利点。 本発明の一実施態様における整列ポート上に位置合わせポストを使用する利点。 円筒状の位置合わせポストが本発明の一実施態様におけるスリーブ内に挿入されたＯＳＡ。 中実の位置合わせポストが本発明の一実施態様におけるスリーブ内に挿入されたＯＳＡ。 中実の位置合わせ球体が本発明の一実施態様におけるスリーブ内に挿入されたＯＳＡ。

Claims (12)

  1. レーザサブマウント（８０）及びリッド（１３０）を備える光電子デバイスであって、
    前記レーザサブマウント（８０）は、
    基板（５４）と、
    前記基板（５４）上に配置され、かつ前記基板（５４）と酸化物層（５６）との間に配置されるレンズ（５２）と、
    前記基板（５４）の上方に配置されるレーザ（１２２）
    とを備え、
    前記リッド（１３０）は、反射性材料（１３４）で被覆される表面（１３２）を有するキャビティ（１３１）を画定し、前記反射性材料（１３４）は前記レーザ（１２２）からの光を前記レンズ（５２）に反射することからなる、光電子デバイス。
  2. 前記レーザサブマウント（８０）の前記基板（５４）が、シリコン、石英、ホウケイ酸ナトリウムガラス、サファイア、ヒ化ガリウム、炭化ケイ素またはリン化ガリウムからなる群から選択される、請求項１に記載の光電子デバイス。
  3. 前記レーザサブマウント（８０）が、
    前記レンズ（５２）上に形成される前記酸化物層と、
    前記酸化物層の上に形成される金属層（１Ａ、９０、９２）
    とを備える、請求項１又は２に記載の光電子デバイス。
  4. 前記金属層（１Ａ、９０、９２）の上に形成される誘電層（６４）と、
    前記誘電層の上に形成され、前記レーザ（１２２）に電気的に接続される接触パッド（２Ａ、８２、８４）
    とを、前記レーザサブマウント（８０）が更に備える、請求項３に記載の光電子デバイス。
  5. 前記誘電層（６４）の上に形成され、かつ前記接触パッド（２Ａ、８２、８４）及び前記レーザ（１２２）を取り囲む封止リング（２Ａ、１０６）を、前記レーザサブマウント（８０）が更に備える、請求項４に記載の光電子デバイス。
  6. 前記レーザサブマウント（８０）が、受動集積回路および能動集積回路の少なくとも一方をさらに備える、請求項１乃至５のいずれかに記載の光電子デバイス。
  7. 光電子デバイスを製造する方法であって、
    レーザサブマウント（８０）を形成し、ここで、該形成することは、基板（５４）上にレンズ（５２）を形成し、かつ該レンズ（５２）を前記基板（５４）と酸化物層（５６）との間に配置し、及び、レーザ（１２２）を前記基板（５４）の上方に配置して前記レーザサブマウント（８０）に取り付ける、ことを含み、
    リッド（１３０）が反射性材料（１３４）で被覆される表面（１３２）を有するキャビティ（１３１）を画定して、該反射性材料（１３４）が前記レーザ（１２２）からの光を前記レンズ（５２）に反射することとなるように、該リッド（１３０）を形成する
    ことを含む、方法。
  8. 前記基板が、シリコン、石英、ホウケイ酸ナトリウムガラス、サファイア、ヒ化ガリウ
    ム、炭化ケイ素またはリン化ガリウムからなる群から選択されることからなる、請求項７に記載の方法
    。
  9. 前記レンズを形成した後かつ前記レーザを取り付ける前に、
    前記レンズ（５２）上に前記酸化物層を形成し、及び、
    前記酸化物層の上に金属層（１Ａ、９０、９２）を形成する
    ことを更に含むことからなる、請求項７又は８に記載の方法。
  10. 前記金属層を形成した後かつ前記レーザを取り付ける前に、
    前記金属層（１Ａ、９０、９２）の上に誘電層（６４）を形成し、及び、
    前記誘電層（６４）の上に接触パッド（２Ａ、８２、８４）を形成し、ここで、前記レーザ（１２２）が該接触パッド（２Ａ、８２、８４）に電気的に接続される
    ことを更に含むことからなる、請求項９に記載の方法。
  11. 前記誘電層を形成した後かつ前記レーザを取り付ける前に、
    封止リング（２Ａ、１０６）を前記誘電層（６４）の上に形成して、該封止リング（２Ａ、１０６）により前記接触パッド（２Ａ、８２、８４）及び前記レーザ（１２２）を取り囲む
    ことを更に含むことからなる、請求項１０に記載の方法。
  12. 受動集積回路又は能動集積回路の少なくとも一方を、前記基板（５４）上に形成することを更に含む、請求項７乃至１１のいずれかに記載の方法。
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