JPH0447983Y2 - - Google Patents

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JPH0447983Y2
JPH0447983Y2 JP1986170419U JP17041986U JPH0447983Y2 JP H0447983 Y2 JPH0447983 Y2 JP H0447983Y2 JP 1986170419 U JP1986170419 U JP 1986170419U JP 17041986 U JP17041986 U JP 17041986U JP H0447983 Y2 JPH0447983 Y2 JP H0447983Y2
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laser diode
alignment
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item

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Description

【考案の詳細な説明】 以下の順序に従つて本考案を説明する。[Detailed explanation of the idea] The present invention will be explained in the following order.

A 産業上の利用分野 B 考案の概要 C 従来技術[第6図、第7図] D 考案が解決しようとする問題点 E 問題点を解決するための手段 F 作用 G 実施例[第1図乃至第5図] H 考案の効果 (A 産業上の利用分野) 本考案は光集積回路、特にモニター用フオトダ
イオード等が形成されたプレーナ半導体基板表面
の一部にレーザダイオードをボンデイングし、そ
のレーザダイオードと光フアイバとをプレーナ半
導体基板表面上にて光結合した光集積回路に関す
る。
A. Field of industrial application B. Overview of the invention C. Prior art [Figs. 6 and 7] D. Problem that the invention aims to solve E. Means for solving the problem F. Effect G. Example [Figs. 1 to 7] Figure 5] H Effects of the invention (A Field of industrial application) The present invention involves bonding a laser diode to a part of the surface of a planar semiconductor substrate on which an optical integrated circuit, particularly a monitor photodiode, etc., are formed. The present invention relates to an optical integrated circuit in which an optical fiber and an optical fiber are optically coupled on the surface of a planar semiconductor substrate.

(B 考案の概要) 本考案は、プレーナ半導体基板表面上のレーザ
ダイオードと光フアイバとを光結合した光集積回
路において、 小型化、集積化を図り、且つ低コストで光結合
効率を高くするための位置決めができるようにす
るため、 光フアイバとプレーナ半導体基板表面上のレー
ザダイオードとの間の光結合を、光フアイバの端
部をフアイバホルダを用いてプレーナ半導体基板
表面上に固定することによりプレーナ半導体基板
表面上にて行うこととし、フアイバホルダに設け
た位置合せ用指標と半導体基板に設けた位置合せ
用指標との位置合わせによつて光フアイバのレー
ザダイオードに対する位置を位置決めして光結合
効率を高くするようにしたものである。
(B. Summary of the invention) This invention aims to reduce the size and integration of an optical integrated circuit in which a laser diode on the surface of a planar semiconductor substrate and an optical fiber are optically coupled, and to increase the optical coupling efficiency at low cost. The optical coupling between the optical fiber and the laser diode on the surface of the planar semiconductor substrate is achieved by fixing the end of the optical fiber on the surface of the planar semiconductor substrate using a fiber holder. The optical coupling efficiency is determined by positioning the optical fiber relative to the laser diode by aligning the alignment mark provided on the fiber holder with the alignment mark provided on the semiconductor substrate. It is designed to increase the

(C 従来技術)[第6図、第7図] EOモジユール(Electro−Optical module)
の従来の構造例として第6図、第7図に示すもの
がある。第6図に示すものはコネクタ型と称され
るものであり、発光素子aを気密封止したパツケ
ージbと光フアイバcとをレセプタクルdによつ
て連結して光結合したものである。eはパツケー
ジbの頭部に形成されたガラス窓、fは集束性ロ
ツドレンズであり、発光素子aから出射された光
は上記窓eを通り、集束性ロツドレンズfにより
集束されたうえで光フアイバcに入射される。
(C Prior Art) [Figures 6 and 7] EO module (Electro-Optical module)
Examples of conventional structures include those shown in FIGS. 6 and 7. The one shown in FIG. 6 is called a connector type, in which a package b in which a light emitting element a is hermetically sealed and an optical fiber c are connected by a receptacle d for optical coupling. e is a glass window formed in the head of package b, f is a converging rod lens, and the light emitted from light emitting element a passes through window e, is focused by converging rod lens f, and then passes through optical fiber c. is incident on the

第7図に示すものはピグテイル型と称されるも
のであり、同図において、gはステム、hは電極
膜(+)iを介してステムgの中央部上にペレツ
トボンデイングされた発光素子で、上向きに光を
発生する。jは中央部にフアイバ貫通孔kを有す
るキヤツプで、該フアイバ貫通孔kに光フアイバ
lが金属スリーブmを介して挿入されている。該
金属スリーブmとキヤツプjとの間、そして金属
スリーブmと光フアイバlとキヤツプjとの間が
樹脂nによつて固定されており、光フアイバlの
先端面は発光素子hに臨まされている。
The one shown in FIG. 7 is called a pigtail type, and in the same figure, g is a stem, and h is a light emitting element that is pellet-bonded onto the center of the stem g via an electrode film (+) i. It emits light in an upward direction. Reference numeral j denotes a cap having a fiber through hole k in its center, into which an optical fiber l is inserted through a metal sleeve m. The metal sleeve m and the cap j are fixed by a resin n, and the metal sleeve m, the optical fiber l, and the cap j are fixed by a resin n, and the tip surface of the optical fiber l is exposed to the light emitting element h. There is.

(D 考案が解決しようとする問題点) ところで、第6図、第7図に示したEOモジユ
ールによれば、光結合効率の制御が非常に難し
い。即ち、光結合効率は光学系の定数(レンズの
NA)とアラメント精度によつて決まり、組立段
階で光結合効率を良くするにはアラメント精度を
良くすることが必要であるが、アラメント精度は
第6図、第7図に示したモジユール構造の場合モ
ジユールを構成する各部材の仕上げ精度で略決ま
り、調整によつてアラメント精度を左右できる余
地はきわめて小さい。そして、発光素子としてレ
ーザダイオードを用い、レーザビームを光フアイ
バによつて導光するような場合、普通±3〜4μm
の精度で位置決めしなければ充分な光結合効率が
得られないが、部材の仕上げ精度は±3〜4μmま
で高くすることはほとんど不可能である。従つ
て、光結合効率を充分に高くすることは非常に難
しく、コストがかかるという問題があつた。
(Problems to be solved by the invention D) By the way, according to the EO module shown in FIGS. 6 and 7, it is extremely difficult to control the optical coupling efficiency. In other words, the optical coupling efficiency is determined by the constant of the optical system (the lens
NA) and alignment accuracy, and it is necessary to improve alignment accuracy to improve optical coupling efficiency at the assembly stage, but alignment accuracy is determined by the module structure shown in Figures 6 and 7. It is determined approximately by the finishing accuracy of each member that makes up the module, and there is very little room for adjustment to influence alignment accuracy. When a laser diode is used as a light emitting element and the laser beam is guided by an optical fiber, it is usually ±3 to 4 μm.
Sufficient optical coupling efficiency cannot be obtained unless positioning is performed with an accuracy of +/-3 to 4 μm, but it is almost impossible to increase the finishing accuracy of the member to ±3 to 4 μm. Therefore, it is very difficult to sufficiently increase the optical coupling efficiency and there is a problem that it is costly.

また、第6図、第7図に示すモジユールは決し
て小さいものではないが、その内部には発光素子
a,hと光フアイバc,lの先端部しか収納され
ていない。しかし、発光素子としてレーザダイオ
ードを用いるような場合半導体装置のレーザダイ
オードの出力を一定にするためにモニター用フオ
トダイオード及びAPC(Automatic Power
Control)回路が必要であり、これらをモジユー
ル内に収納することとすればEOモジユールは更
に大型化してしまうことになる。これは装置の小
型化という要請に応えるのを阻む要因になり、問
題となつていた。
Although the modules shown in FIGS. 6 and 7 are not small, only the light emitting elements a, h and the tips of the optical fibers c, l are housed inside. However, when using a laser diode as a light emitting element, a monitoring photodiode and APC (Automatic Power
Control) circuits are required, and if these were to be housed within the module, the EO module would become even larger. This has become a problem and has become a factor that hinders meeting the demand for miniaturization of devices.

本考案はこのような問題点を解決すべく為され
たものであり、小型化、高集積化を図ることがて
き光結合効率を高くするための位置決めを高精度
で行うことができる光集積回路を提供することを
目的とするものである。
The present invention was devised to solve these problems, and is an optical integrated circuit that can be miniaturized and highly integrated, and can perform highly accurate positioning to increase optical coupling efficiency. The purpose is to provide the following.

(E 問題点を解決するための手段) 本考案光集積回路は上記問題点を解決するた
め、光フアイバとプレーナ半導体基板表面上のレ
ーザダイオードとの間の光結合を、光フアイバの
端部をフアイバホルダを用いてプレーナ半導体基
板表面上に固定することによりプレーナ半導体基
板表面上にて行うこととし、フアイバホルダに設
けた位置合せ用指標と半導体基板に設けた位置合
せ用指標との位置合わせによつて光フアイバのレ
ーザダイオードに対する位置を位置決めできるよ
うにしたことを特徴とするものである。
(E. Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the optical integrated circuit of the present invention provides optical coupling between the optical fiber and the laser diode on the surface of the planar semiconductor substrate by connecting the end portion of the optical fiber to the laser diode on the surface of the planar semiconductor substrate. This is done on the surface of the planar semiconductor substrate by fixing it on the surface of the planar semiconductor substrate using a fiber holder. Therefore, the optical fiber is characterized in that the position of the optical fiber relative to the laser diode can be determined.

(F 作用) 本考案光集積回路によれば、モニター用フオト
ダイオード等が形成されレーザダイオードがボン
デイングされたプレーナ半導体基板表面に光フア
イバの端部をフアイバホルダを用いて固定するの
で、モニター用フオトダイオード、レーザダイオ
ード、光フアイバの端部を非常に狭いところに配
置できる。特に、APC回路が必要な場合、その
APC回路はプレーナ半導体基板内に形成するこ
とができるので、装置の大型化を伴うことなく
APC回路を設けることもできる。従つて、装置
の集積度を非常に高くすることができる。
(Faction) According to the optical integrated circuit of the present invention, the end of the optical fiber is fixed using a fiber holder to the surface of the planar semiconductor substrate on which the monitor photodiode, etc. is formed and the laser diode is bonded. The ends of diodes, laser diodes, and optical fibers can be placed in very narrow spaces. In particular, if an APC circuit is required, its
Since the APC circuit can be formed within a planar semiconductor substrate, there is no need to increase the size of the device.
An APC circuit can also be provided. Therefore, the degree of integration of the device can be made very high.

また、レーザダイオードに対する光フアイバの
位置決めはプレーナ半導体基板の表面に固定する
フアイバホルダのプレーナ半導体基板に対する位
置決めをすることによつて行うことができ、そし
て、フアイバホルダのプレーナ半導体基板に対す
る位置決めは、プレーナ半導体基板表面に形成し
た位置合せ用指標とフアイバホルダ表面に形成し
た位置合せ用指標とを位置合せすることにより行
うことができる。しかも、位置合せ用指標はリソ
グラフイ技術を駆使して非常に高精度に形成する
ことができる。従つて、レーザダイオードと光フ
アイバとの間の位置決めをきわめて高精度に行う
ことができ、延いては光結合効率を非常に高くす
ることができる。
Further, the positioning of the optical fiber with respect to the laser diode can be performed by positioning the fiber holder fixed to the surface of the planar semiconductor substrate with respect to the planar semiconductor substrate, and the positioning of the fiber holder with respect to the planar semiconductor substrate can be performed by positioning the fiber holder with respect to the planar semiconductor substrate. This can be done by aligning an alignment indicator formed on the surface of the semiconductor substrate and an alignment indicator formed on the surface of the fiber holder. Moreover, the alignment index can be formed with extremely high precision by making full use of lithography technology. Therefore, the positioning between the laser diode and the optical fiber can be performed with extremely high precision, and as a result, the optical coupling efficiency can be made extremely high.

(G 実施例)[第1図乃至第5図] 以下、本考案光集積回路を図示実施例に従つて
詳細に説明する。
(G Embodiment) [FIGS. 1 to 5] The optical integrated circuit of the present invention will be described in detail below according to the illustrated embodiment.

第1図乃至第3図は本考案光集積回路の一つの
実施例を説明するためのものであり、第1図は斜
視図、第2図は分解斜視図、第3図は第1図の3
−3線に沿う断面図である。
1 to 3 are for explaining one embodiment of the optical integrated circuit of the present invention, in which FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2 is an exploded perspective view, and FIG. 3
It is a cross-sectional view along line -3.

図面において、1はシリコンSiからなるプレー
ナ半導体基板、2は半導体基板1の一部領域にお
いて表面部に形成されたモニター用フオトダイオ
ード、3はモニター用フオトダイオード2による
検出の結果に基づいて後述するレーザダイオード
の出力を一定の値を保つようにコントロールする
APC回路、4,4,……はAPC回路3から電極
を引き出すためのボンデイングパツドで、そのう
ちの一つ4aはレーザダイオードをAPC回路3
と接続するボンデイングパツドである。5,5,
……は配線膜である。
In the drawing, 1 is a planar semiconductor substrate made of silicon Si, 2 is a monitoring photodiode formed on the surface of a partial region of the semiconductor substrate 1, and 3 is a detection result based on the monitoring photodiode 2, which will be described later. Control the laser diode output to maintain a constant value
The APC circuits 4, 4, ... are bonding pads for drawing out electrodes from the APC circuit 3, and one of them, 4a, connects the laser diode to the APC circuit 3.
It is a bonding pad that connects to the 5,5,
... is a wiring film.

半導体基板1はAPC回路3やモニター用フオ
トダイオード2を構成する半導体領域6が表面部
に選択的に形成されている。そして、基板1の表
面上にはシリコン酸化膜7やアルミニウム配線膜
5が形成され、更にそれ等の表面上には表面平坦
化用の絶縁膜8が全面的に形成されている。
A semiconductor region 6 constituting an APC circuit 3 and a monitoring photodiode 2 is selectively formed on the surface of the semiconductor substrate 1. A silicon oxide film 7 and an aluminum wiring film 5 are formed on the surface of the substrate 1, and an insulating film 8 for surface flattening is further formed on the entire surface thereof.

9はレーザダイオードで、モニター用フオトダ
イオード2の稍前側にて半導体基板1上にチツプ
ボンデイングされており、レーザダイオード9の
後端面からと前端面からレーザ光を発射する。1
0はレーザダイオード9の上側電極とボンデイン
グパツド4aとの間を接続するコネクト線であ
る。
A laser diode 9 is chip-bonded on the semiconductor substrate 1 just in front of the monitor photodiode 2, and emits laser light from the rear end face and the front end face of the laser diode 9. 1
0 is a connecting line connecting the upper electrode of the laser diode 9 and the bonding pad 4a.

11はレーザダイオード9の前端面から出射さ
れたレーザ光を導光する光フアイバ、12はそれ
のコアガラス、13はクラツドガラスである。
11 is an optical fiber that guides the laser beam emitted from the front end face of the laser diode 9, 12 is its core glass, and 13 is a clad glass.

14はフアイバホルダで、例えばシリコンSiか
らなり、その下面の略中央には下面を二分するよ
うに断面形状V字状の溝15が形成されている。
そして、該溝15に光フアイバ11の光入射端部
が嵌つた状態で接着剤16によりフアイバホルダ
14に固着されている。そして、フアイバホルダ
14が半導体基板1のフアバ取付領域21に接着
剤16により固着されている。接着剤16として
はUV光で硬化する樹脂等を用いる。該フアイバ
ホルダ14の固着の際の位置決め、具体的にはフ
アイバホルダ14のレーザダイオード9のボンデ
イング位置に対する相対的な位置の位置決めは、
半導体基板1の表面に予め形成しておいた位置合
せ用指標17,17,……17′とフアイバホル
ダ14の上面に形成しておいた位置合せ用指標1
8,18との対応するものどうしの位置が合うよ
うにフアイバホルダ14の位置を調整することに
よつて行う。そして、この位置決めによつて光フ
アイバ11の光入射端面がレーザダイオード9の
レーザ光を出射する前端面の光出射部に臨まされ
るのである。尚、19,19,19′はレーザダ
イオード9を半導体基板1上にチツプボンデイン
グするにあたつて用いる位置合せ用指標であり、
上側から見て位置合せ用指標19,19間を結ぶ
1直線上にレーザダイオード9の前端面が位置
し、上記位置合せ用指標17′と19′間を結ぶ1
直線上にレーザダイオード9のストライプ20が
位置するようにレーザダイオード9の位置を調整
したうえでボンデイングする。半導体基板1上の
位置合せ用指標17,17,……17′,19,
19,19′は、半導体基板1表面にフオトリソ
グラフイ技術を駆使して絶縁膜を所望位置に形成
することによつて、あるいは表面の絶縁膜8を選
択的に除去することによつてつくることができ、
その位置合せ用指標の位置は非常に高精度に規定
することができる。また、シリコンからなる光フ
アイバ11上の位置合せ用指標18,18,……
はシリコン表面にフオトエツチングにより凹部を
形成することによりあるいはシリコン表面にシリ
コンナイトライド膜、シリコン酸化膜等の絶縁膜
を形成し、該絶縁膜にフオトエツチングにより凹
部を形成することによりつくることができ、その
位置もやはり高精度に規定することができる。そ
して、このように高精度に位置決めされた位置合
せ用指標17,17,……17′と18,18,
……とを位置合せの基準とすることによつてフア
イバホルダ14のプレーナ半導体基板1に対する
位置決めをきわめて高精度に行うことがてき、延
いてはフアイバホルダ14に保持された光フアイ
バ11とレーザダイオード9との間の位置合せも
きわめて高精度に行うことができ、光結合効率を
良好にすることができるのである。
Reference numeral 14 denotes a fiber holder, which is made of, for example, silicon Si, and has a groove 15 with a V-shaped cross section formed approximately in the center of its lower surface so as to bisect the lower surface.
The light incident end of the optical fiber 11 is fitted into the groove 15 and fixed to the fiber holder 14 with an adhesive 16. The fiber holder 14 is fixed to the fiber attachment area 21 of the semiconductor substrate 1 with an adhesive 16. As the adhesive 16, a resin or the like that is cured by UV light is used. The positioning of the fiber holder 14 during fixation, specifically the positioning of the fiber holder 14 relative to the bonding position of the laser diode 9, is as follows:
Alignment marks 17, 17, ... 17' formed in advance on the surface of the semiconductor substrate 1 and alignment marks 1 formed on the upper surface of the fiber holder 14
This is done by adjusting the position of the fiber holder 14 so that the corresponding positions of the fiber holders 8 and 18 are aligned with each other. By this positioning, the light input end face of the optical fiber 11 faces the light output portion of the front end face of the laser diode 9 from which the laser light is emitted. Note that 19, 19, and 19' are alignment indicators used when chip bonding the laser diode 9 onto the semiconductor substrate 1;
The front end surface of the laser diode 9 is located on a straight line connecting the alignment marks 19, 19 when viewed from above, and the front end surface of the laser diode 9 is located on a straight line connecting the alignment marks 17' and 19'.
Bonding is performed after adjusting the position of the laser diode 9 so that the stripe 20 of the laser diode 9 is located on a straight line. Alignment indicators 17, 17, ... 17', 19, on the semiconductor substrate 1
19 and 19' can be made by forming an insulating film at a desired position on the surface of the semiconductor substrate 1 by making full use of photolithography technology, or by selectively removing the insulating film 8 on the surface. is possible,
The position of the alignment index can be defined with very high precision. Also, alignment indicators 18, 18, . . . on the optical fiber 11 made of silicon are provided.
can be made by forming recesses on the silicon surface by photo-etching, or by forming an insulating film such as a silicon nitride film or silicon oxide film on the silicon surface, and forming recesses in the insulating film by photo-etching. , its position can also be defined with high precision. Then, the alignment markers 17, 17, ... 17' and 18, 18, which are positioned with high precision in this way,
By using . 9 can also be aligned with extremely high precision, making it possible to improve the optical coupling efficiency.

そして、フアイバホルダ14は本実施例におい
ては遮光性を有するシリコンSiを材料として形成
されており、そして、フアイバホルダ14が
APC回路3を覆うようにされている。従つて、
モニター用フオトダイオードからの光が漏れて
APC回路3内に帰還してしまうことをフアイバ
ホルダ14によつて防止することができる。この
点について詳しく説明すると、APC回路3には
いくつかのPN接合が存在し、そのうち逆方向の
電圧を受けるPN接合は光を受けるとフオトダイ
オードとして動作する可能性がある。従つて、そ
のPN接合にレーザダイオード9からのレーザ光
が入射するとそのレーザ光は光電変換されて電気
的な信号のような形でAPC回路3に入り込んで
しまう虞れがある。これは好ましくないので、で
きるだけレーザダイオード9からのレーザ光が
APC回路3に入り込まないようにすることが望
ましいのであるが、フアイバホルダ14としてシ
リコンSiのように透明でないものを使用し、その
フアイバホルダ14によつてAPC回路3上を覆
うこととすればそのフアイバホルダ14にレーザ
ダイオード9からのレーザ光のAPC回路3への
漏光を防止する役割を担わせることができる。
尚、フアイバホルダ14にこのように遮光の役割
を担わせる場合においてその材料としてシリコン
Siに限らず例えばセラミツク等を使用することも
可能である。
In this embodiment, the fiber holder 14 is made of silicon Si having a light-shielding property.
It covers the APC circuit 3. Therefore,
Light from the monitor photodiode leaks
The fiber holder 14 can prevent the fiber from returning into the APC circuit 3 . To explain this point in detail, there are several PN junctions in the APC circuit 3, and among them, the PN junction that receives a voltage in the opposite direction may operate as a photodiode when it receives light. Therefore, when the laser light from the laser diode 9 is incident on the PN junction, there is a possibility that the laser light will be photoelectrically converted and enter the APC circuit 3 in the form of an electrical signal. This is not desirable, so the laser light from laser diode 9 is
It is desirable to prevent the fibers from entering the APC circuit 3, but if the fiber holder 14 is made of a non-transparent material such as silicon and the fiber holder 14 covers the APC circuit 3, then The fiber holder 14 can play the role of preventing the laser light from the laser diode 9 from leaking to the APC circuit 3.
In addition, when the fiber holder 14 is made to play the role of light shielding in this way, silicon is used as its material.
It is also possible to use not only Si but also ceramic or the like.

上記実施例においてはフアイバホルダ14にレ
ーザダイオード9とAPC回路3との間の遮光の
役割をも担わせていたが、その役割を半導体基板
1の表面に形成された膜、例えば平坦化用の絶縁
膜8に担わせるようにしても良いことはいうまで
もない。そして、そのようにした場合にはフアイ
バホルダ14として透明なものを用いることがで
きることになる。このようにフアイバホルダ14
として透明なものを使用することとした場合に
は、半導体基板1のフアイバ取付領域21内に位
置合せ用指標17,17,……17′を形成する
ことがてき、延いては位置合せ用指標17,1
7,……17′を上側から見てフアイバホルダ1
4の表面に形成された位置合せ用指標18,1
8,……と重なり合い得る位置に設けることがで
きる。従つてより高精度な位置合せができる。と
いうのは、上記の図示実施例によればフアイバホ
ルダ14として不透明なものが用いられていたの
で半導体基板位置上の位置合せ用指標17,1
7,……17′はすべてフアイバ取付領域21か
ら食み出た領域に設けざるを得ず位置合せの際に
は上側から顕微鏡で見て位置合せ用指標17,1
7,……17′とフアイバホルダ14表面の位置
合せ用指標18,18,……との対応するものど
うしが最も接近した状態になつたと判断したとき
位置合せが為されたものみなす位置合せ方法を採
らざるを得なかつた。従つて、位置合せ誤差が生
じる余地が少しはあるといえる。しかし、フアイ
バホルダ14として透明なものを用いた場合には
位置合せ用指標17,17,……17′を上側か
ら見てフアイバホルダ14の表面の位置合せ用指
標18,18,……と重なり合い得る位置に設け
ることができ、位置合せ用指標17,17,……
17′と位置合せ用指標18,18,……とが完
全に重なり合い1つの指標に見えたとき位置合せ
が為されたとみなす位置合せ方法を採り得る。従
つて、誤差のほとんどない非常に高精度な位置合
せを実現することができる。
In the above embodiment, the fiber holder 14 also plays the role of shielding light between the laser diode 9 and the APC circuit 3, but this role is also played by a film formed on the surface of the semiconductor substrate 1, such as a film for planarization. It goes without saying that the insulating film 8 may be responsible for this. In such a case, a transparent material can be used as the fiber holder 14. In this way, the fiber holder 14
If it is decided to use a transparent material as the fiber mounting area 21 of the semiconductor substrate 1, alignment indicators 17, 17, ... 17' can be formed in the fiber attachment area 21 of the semiconductor substrate 1, and the alignment indicators 17, 17, ... 17,1
7,...Fiber holder 1 when looking at 17' from above
Alignment index 18,1 formed on the surface of 4
It can be provided at a position where it can overlap with 8, . Therefore, more accurate alignment can be achieved. This is because, according to the illustrated embodiment, an opaque fiber holder 14 is used, so that the alignment marks 17, 1 on the semiconductor substrate position are
7, . . . 17' must all be provided in areas protruding from the fiber attachment area 21, and when alignment is performed, the alignment indicators 17, 1 can be seen from above using a microscope.
7, . . . 17' and the alignment indicators 18, 18, . I had no choice but to adopt. Therefore, it can be said that there is some room for alignment errors to occur. However, when a transparent material is used as the fiber holder 14, the alignment indicators 17, 17, . . . , 17' overlap with the alignment indicators 18, 18, . The alignment indicators 17, 17, . . .
17' and the alignment marks 18, 18, . . . completely overlap each other and appear as one mark, an alignment method may be adopted in which alignment is deemed to have been achieved. Therefore, very highly accurate alignment with almost no errors can be achieved.

第3図は本考案光集積回路のフアイバホルダの
変形例14aを示すものである。該フアイバホル
ダ14aはV字状の溝ではなく断面矩形状の溝1
5aを有する点で第1図乃至第3図に示した実施
例のフアイバホルダ14と異なつているが、それ
以外の点では異なつていない。そして、フアイバ
ホルダ14のV字状の溝15は異方性エツチング
により形成することができるのに対し、該フアイ
バホルダ14aの断面矩形状の溝15aは異方性
エツチングによつて形成することもできるし、ソ
ーを用いたハーフカツテイングによつて形成する
こともできる。
FIG. 3 shows a modification 14a of the fiber holder for the optical integrated circuit of the present invention. The fiber holder 14a is not a V-shaped groove but a groove 1 having a rectangular cross section.
The fiber holder 14 differs from the fiber holder 14 of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 in that it has the fiber holder 5a, but is otherwise the same. While the V-shaped groove 15 of the fiber holder 14 can be formed by anisotropic etching, the groove 15a of the fiber holder 14a having a rectangular cross section can also be formed by anisotropic etching. It can also be formed by half-cutting using a saw.

尚、光フアイバ11は第1図乃至第3図に示し
た実施例においては光入射端面が軸と垂直に切断
され、レンズが設けられていなかつた。しかし、
光結合効率を良くするため、第5図に示すように
先端を球状にし、その球状部12aにレンズ機能
を持たせるようにした光フアイバ11aを用いて
も良いことはいうまでもない。
In the embodiments shown in FIGS. 1 to 3, the optical fiber 11 has a light incident end face cut perpendicular to the axis and is not provided with a lens. but,
In order to improve the optical coupling efficiency, it goes without saying that an optical fiber 11a having a spherical tip and a spherical portion 12a having a lens function as shown in FIG. 5 may be used.

また、光フアイバとしては先端に球状部を持た
ないものを用い、光フアイバの先端側に集束性ロ
ツドレンズを設けて光結合効率を高めるようにし
ても良い。
Alternatively, an optical fiber without a spherical portion at the tip may be used, and a focusing rod lens may be provided on the tip side of the optical fiber to increase the optical coupling efficiency.

このように本考案は種々の態様で実施すること
ができ、多くのバリエーシヨンが有り得る。
As described above, the present invention can be implemented in various ways, and many variations are possible.

(H 考案の効果) 以上に述べたように、本考案光集積回路は、モ
ニター用フオトダイオード等が形成されたプレー
ナ半導体基板表面の一部にレーザダイオードがボ
ンデイングされ、上記半導体基板表面の上記レー
ザダイオードの光出射面側に設けられたフアイバ
取付領域の近傍乃至内部に位置合せ用指標が形成
され、上記フアイバ取付領域に光フアイバの端部
が上記位置合せ用指標と対応する位置合せ用指標
が形成され裏面にフアバ保持溝を有するフアイバ
ホルダのそのフアイバ保持溝に嵌合され、その状
態でフアバホルダが上記半導体基板とフアイバホ
ルダの位置合せ用指標の互いに対応するものどう
しの位置が合うように位置決めして上記半導体基
板のフアバ取付領域に裏面にて固定されたことを
特徴とする。
(H Effect of the invention) As described above, in the optical integrated circuit of the present invention, a laser diode is bonded to a part of the surface of a planar semiconductor substrate on which a photodiode for monitoring etc. is formed, and the laser diode on the surface of the semiconductor substrate is An alignment mark is formed near or inside a fiber mounting area provided on the light emitting surface side of the diode, and an alignment mark is formed in the fiber mounting area so that the end of the optical fiber corresponds to the alignment mark. The fiber holder is fitted into the fiber holding groove of a fiber holder which is formed and has a fiber holding groove on the back surface, and in this state, the fiber holder is positioned so that the corresponding positions of the alignment indicators of the semiconductor substrate and the fiber holder are aligned with each other. and is fixed to the fabric mounting area of the semiconductor substrate on the back surface.

従つて、本考案光集積回路によれば、モニター
用フオトダイオード等が形成されレーザダイオー
ドがボンデイングされたプレーナ半導体基板表面
にフアイバホルダを用いて直接的に固定するの
で、モニター用フオトダイオード、レーザダイオ
ード、光フアイバの端部を非常に狭いところに配
置できる。特に、APC回路が必要な場合、その
APC回路はプレーナ半導体基板内に形成するこ
とができるので、装置の大型化を伴うことなく
APC回路を設けることができる。従つて、装置
の集積度を非常に高くすることができる。
Therefore, according to the optical integrated circuit of the present invention, a fiber holder is used to directly fix the monitor photodiode and the laser diode to the surface of the planar semiconductor substrate on which the monitor photodiode and the like are formed and the laser diode is bonded. , the end of the optical fiber can be placed in a very narrow space. In particular, if an APC circuit is required, its
Since the APC circuit can be formed within a planar semiconductor substrate, there is no need to increase the size of the device.
An APC circuit can be provided. Therefore, the degree of integration of the device can be made very high.

また、レーザダイオードに対する光フアイバの
位置決めはプレーナ半導体基板の表面に固定する
フアイバホルダのプレーナ半導体基板に対する位
置決めをすることによつて行うことができ、そし
て、フアイバホルダのプレーナ半導体基板に対す
る位置決めは、プレーナ半導体基板表面に形成し
た位置合せ用指標とフアイバホルダ表面に形成し
た位置合せ用指標とを位置合せすることにより行
うことができ、しかも、位置合せ用指標はリソグ
ラフイ技術を駆使して非常に高精度に形成するこ
とができる。従つて、レーザダイオードと光フア
イバとの間の位置決めをきわめて高精度に行うこ
とができ、延いては光結合効率を非常に高くする
ことができる。
Further, the positioning of the optical fiber with respect to the laser diode can be performed by positioning the fiber holder fixed to the surface of the planar semiconductor substrate with respect to the planar semiconductor substrate, and the positioning of the fiber holder with respect to the planar semiconductor substrate can be performed by positioning the fiber holder with respect to the planar semiconductor substrate. This can be done by aligning the alignment marks formed on the surface of the semiconductor substrate and the alignment marks formed on the surface of the fiber holder.Moreover, the alignment marks are made with extremely high precision using lithography technology. Can be formed with precision. Therefore, the positioning between the laser diode and the optical fiber can be performed with extremely high precision, and as a result, the optical coupling efficiency can be made extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第3図は本考案光集積回路の一つの
実施例を説明するためのもので、第1図は斜視
図、第2図は分解斜視図、第3図は第1図の3−
3線に沿う断面図、第4図は本考案光集積回路の
フアイバホルダの変形例を示す断面図、第5図は
光フアイバの別の例を示す断面図、第6図は第1
の従来例であるEOモジユールの斜視図、第7図
は第2の従来例であるEOモジユールの断面図で
ある。 符号の説明、1……プレーナ半導体基板、2…
…モニター用フオトダイオード、9……レーザダ
イオード、11,11a……光フアイバ、14,
14a……フアイバホルダ、15,15a……フ
アイバ保持溝、17,18……位置合せ用指標、
21……フアイバ取付領域。
1 to 3 are for explaining one embodiment of the optical integrated circuit of the present invention, in which FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2 is an exploded perspective view, and FIG. −
4 is a sectional view showing a modified example of the fiber holder of the optical integrated circuit of the present invention, FIG. 5 is a sectional view showing another example of the optical fiber, and FIG. 6 is a sectional view showing another example of the optical fiber.
FIG. 7 is a perspective view of an EO module as a conventional example, and FIG. 7 is a sectional view of an EO module as a second conventional example. Explanation of symbols, 1... Planar semiconductor substrate, 2...
...Monitor photodiode, 9...Laser diode, 11, 11a...Optical fiber, 14,
14a... Fiber holder, 15, 15a... Fiber holding groove, 17, 18... Positioning index,
21...Fiber attachment area.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 モニター用フオトダイオード等が形成されたプ
レーナ半導体基板表面の一部にレーザダイオード
がボンデイングされ、 上記半導体基板表面の上記レーザダイオードの
光出射面側に設けられたフアイバ取付領域の近傍
乃至内部に位置合せ用指標が形成され、 光フアイバの端部が、上記位置合せ用指標と対
応する位置合せ用指標が形成され裏面にフアイバ
保持溝が形成されたフアイバホルダのそのフアイ
バ保持溝に嵌合され、 上記フアイバホルダが半導体基板とフアイバホ
ルダの位置合せ用指標の互いに対応するものどう
しの位置が合うように位置決めして上記半導体基
板のフアイバ取付領域に裏面にて固定されたこと
を特徴とする光集積回路。
[Claim for Utility Model Registration] A laser diode is bonded to a part of the surface of a planar semiconductor substrate on which a photodiode for monitoring, etc. is formed, and a fiber is attached to the surface of the semiconductor substrate on the light emitting surface side of the laser diode. An alignment indicator is formed near or inside the region, and the end of the optical fiber is attached to the fiber holder of a fiber holder, which has an alignment indicator corresponding to the alignment indicator and a fiber holding groove formed on the back surface. The fiber holder is fitted into the holding groove, and the fiber holder is fixed to the fiber mounting area of the semiconductor substrate from the back side by positioning the semiconductor substrate and the fiber holder so that corresponding alignment indicators of the fiber holder are aligned with each other. An optical integrated circuit characterized by:
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