JPH1093133A - 一体化鏡を備えた光検出器及びその作成方法 - Google Patents
一体化鏡を備えた光検出器及びその作成方法Info
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- JPH1093133A JPH1093133A JP22459797A JP22459797A JPH1093133A JP H1093133 A JPH1093133 A JP H1093133A JP 22459797 A JP22459797 A JP 22459797A JP 22459797 A JP22459797 A JP 22459797A JP H1093133 A JPH1093133 A JP H1093133A
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】基板上に光学部品を配置するフォトニクス・デ
バイスにおいて、基板に平行に進む光を検出する光検出
器の基板への取り付けを簡単にするとともに、そのよう
な光検出器の製造コスト低下及び小型化を図る。 【構成・作用】反射鏡付きの台と、光検出素子を検出面
を反射鏡に向けた状態で台の上に接着した構造の光検出
器３３、４１。反射鏡は半導体ウエファを異方性エッチ
ングすることによって作成でき、また光検出素子も半導
体ウエファ上に作成できる。この２枚のウエファを張り
合わせてから個々の光検出器部分に切り分けることによ
って、反射器と光検出素子が一体となっており、それに
よって基板への取り付け時に両者の位置関係の調節が不
要である光検出器を一度に大量に作成することができ
る。
バイスにおいて、基板に平行に進む光を検出する光検出
器の基板への取り付けを簡単にするとともに、そのよう
な光検出器の製造コスト低下及び小型化を図る。 【構成・作用】反射鏡付きの台と、光検出素子を検出面
を反射鏡に向けた状態で台の上に接着した構造の光検出
器３３、４１。反射鏡は半導体ウエファを異方性エッチ
ングすることによって作成でき、また光検出素子も半導
体ウエファ上に作成できる。この２枚のウエファを張り
合わせてから個々の光検出器部分に切り分けることによ
って、反射器と光検出素子が一体となっており、それに
よって基板への取り付け時に両者の位置関係の調節が不
要である光検出器を一度に大量に作成することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバまたは
フォトニクス・モジュールに関するものである。とりわ
け、本発明は、一体化鏡を備えた光検出器の作成に関す
るものである。
フォトニクス・モジュールに関するものである。とりわ
け、本発明は、一体化鏡を備えた光検出器の作成に関す
るものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】光通信システムは、低エラ
ー・レートかつ低コストで、極めて多量の情報を長距離
に伝送するために広く使用されている。このため、フォ
トニクス・パッケージまたはモジュールといった光通信
システムのコンポーネントについてのかなりの開発がな
されてきた。フォトニクスとは、電子属性と光学属性の
両方を共有するデバイス一般のことを言う。これらのデ
バイスは、電子信号に応答してコヒーレントな光を発生
するレーザ・デバイス、及び光に応答して電子信号を発
生する光検出器であってよい。
ー・レートかつ低コストで、極めて多量の情報を長距離
に伝送するために広く使用されている。このため、フォ
トニクス・パッケージまたはモジュールといった光通信
システムのコンポーネントについてのかなりの開発がな
されてきた。フォトニクスとは、電子属性と光学属性の
両方を共有するデバイス一般のことを言う。これらのデ
バイスは、電子信号に応答してコヒーレントな光を発生
するレーザ・デバイス、及び光に応答して電子信号を発
生する光検出器であってよい。
【０００３】一般に、双方向フォトニクス・モジュール
は、エッジ発光半導体レーザ及び表面検出型光検出器を
使用している（図１参照）。図１からわかるように、エ
ッジ発光レーザ１１は放射角度が比較的広いので、通
常、光学結合の効率を高めるため、レンズ１２がレーザ
１１と光ファイバ１３の間に挿入される。更に、光ファ
イバ１３と光検出器１５の間にもレンズ１７が挿入され
るのが普通である。レンズ１７を挿入することによっ
て、光ファイバ１３と光検出器１５の間の光学的結合効
率が向上する。フォトニクス・モジュールは双方向性モ
ジュールであるため、光ファイバ１３から放出された光
ビームをレンズ１７に反射し、またレンズ１２からの光
ビームが光ファイバ１３に到達できるようにするため、
光学フィルタ１８が用いられる。もう１つの光検出器１
９が、レーザ１１の後部ファセット・モニタとして用い
られる。
は、エッジ発光半導体レーザ及び表面検出型光検出器を
使用している（図１参照）。図１からわかるように、エ
ッジ発光レーザ１１は放射角度が比較的広いので、通
常、光学結合の効率を高めるため、レンズ１２がレーザ
１１と光ファイバ１３の間に挿入される。更に、光ファ
イバ１３と光検出器１５の間にもレンズ１７が挿入され
るのが普通である。レンズ１７を挿入することによっ
て、光ファイバ１３と光検出器１５の間の光学的結合効
率が向上する。フォトニクス・モジュールは双方向性モ
ジュールであるため、光ファイバ１３から放出された光
ビームをレンズ１７に反射し、またレンズ１２からの光
ビームが光ファイバ１３に到達できるようにするため、
光学フィルタ１８が用いられる。もう１つの光検出器１
９が、レーザ１１の後部ファセット・モニタとして用い
られる。
【０００４】フォトニクス・モジュール１０を作成する
に当っては、レーザ１１、レンズ１２、光学フィルタ１
８、及び光ファイバ１３は、互いに正確にあらかじめ定
められた位置合わせ関係になければならない。更に、光
ファイバ１３、光学フィルタ１８、レンズ１７、及び光
検出器１５は、互いに正確に予め定められたアラインメ
ントをとらなければならない。これを実現するため、図
２に示すように、コンポーネントを正しい位置にまた互
いに位置合わせして保持するため、一般に、固定具(fix
ture)及び／または取り付け具(mount)が必要になる。
に当っては、レーザ１１、レンズ１２、光学フィルタ１
８、及び光ファイバ１３は、互いに正確にあらかじめ定
められた位置合わせ関係になければならない。更に、光
ファイバ１３、光学フィルタ１８、レンズ１７、及び光
検出器１５は、互いに正確に予め定められたアラインメ
ントをとらなければならない。これを実現するため、図
２に示すように、コンポーネントを正しい位置にまた互
いに位置合わせして保持するため、一般に、固定具(fix
ture)及び／または取り付け具(mount)が必要になる。
【０００５】図２からわかるように、固定具２１は、レ
ンズ１２を正しい位置に、かつこれもやはり固定具２１
に取り付けられるレーザ１１とあらかじめ定められたア
ラインメントのとれた状態に保持するために用いられ
る。この固定具２１は、更に光ファイバ１３及び光学フ
ィルタ１８を正しい位置に保持するもう１つの固定具２
２に結合される。レンズ１７を正しい位置であって光検
出器１５と位置合わせのとれた状態に保持するため、第
３の固定具２０が使用される。固定具２０は、光検出器
１５の取り付け及び固定も行う。光検出器１５は（図３
に示すように）表面検出型光検出器であるため、図２に
示すように入射光に対して垂直に固定具２０に取り付け
られる。固定具２０は固定具２２にも結合される。レー
ザ１１、レンズ１２及び１７、光検出器１５、光学フィ
ルタ１８、及び光ファイバ１３のアラインメントは、固
定具２０〜２２によって実現される。
ンズ１２を正しい位置に、かつこれもやはり固定具２１
に取り付けられるレーザ１１とあらかじめ定められたア
ラインメントのとれた状態に保持するために用いられ
る。この固定具２１は、更に光ファイバ１３及び光学フ
ィルタ１８を正しい位置に保持するもう１つの固定具２
２に結合される。レンズ１７を正しい位置であって光検
出器１５と位置合わせのとれた状態に保持するため、第
３の固定具２０が使用される。固定具２０は、光検出器
１５の取り付け及び固定も行う。光検出器１５は（図３
に示すように）表面検出型光検出器であるため、図２に
示すように入射光に対して垂直に固定具２０に取り付け
られる。固定具２０は固定具２２にも結合される。レー
ザ１１、レンズ１２及び１７、光検出器１５、光学フィ
ルタ１８、及び光ファイバ１３のアラインメントは、固
定具２０〜２２によって実現される。
【０００６】こうしたフォトニクス・モジュールまたは
パッケージの欠点の１つは、比較的高い精度を必要とす
るため固定具の作成が高くつくということである。もう
１つの欠点は、一般に、固定具を用いてフォトニクス・
モジュールアセンブルするのに時間がかかるので、生産
性が低くなるということである。更に、フォトニクス・
モジュールのアセンブル時にアラインメントを取りまた
調整を行うための時間も必要になるかもしれない。これ
は、一般に、それほど熟練しているわけではないオペレ
ータが、必要とされる位置合わせ基準を維持しながら大
量生産を行うに当って障害になる。これらの要素は、一
般に、フォトニクス・モジュールのコスト削減の妨げと
なる。
パッケージの欠点の１つは、比較的高い精度を必要とす
るため固定具の作成が高くつくということである。もう
１つの欠点は、一般に、固定具を用いてフォトニクス・
モジュールアセンブルするのに時間がかかるので、生産
性が低くなるということである。更に、フォトニクス・
モジュールのアセンブル時にアラインメントを取りまた
調整を行うための時間も必要になるかもしれない。これ
は、一般に、それほど熟練しているわけではないオペレ
ータが、必要とされる位置合わせ基準を維持しながら大
量生産を行うに当って障害になる。これらの要素は、一
般に、フォトニクス・モジュールのコスト削減の妨げと
なる。
【０００７】もう１つの欠点は、一般に、レーザ（例え
ば、レーザ１１）が取り付けられる取り付け部材に（図
１ないし図３に示す光検出器１９のような）表面検出型
光検出器を取り付けるのが困難であるということであ
る。これは、表面検出型光検出器は、その前部表面が取
り付け部材の上部表面に対して垂直になるような状態で
取り付け部材に垂直に取り付ける必要があるためであ
る。しかし、表面検出型光検出器を取り付け部材に垂直
に取り付けるには複雑なボンディング及びパッケージン
グのステップが必要とされる。更に、取り付け部材の上
部表面に対して垂直に配置される光検出器にボンディン
グ・ワイヤを取り付けるにはコストの高くつくプロセス
が必要になる。
ば、レーザ１１）が取り付けられる取り付け部材に（図
１ないし図３に示す光検出器１９のような）表面検出型
光検出器を取り付けるのが困難であるということであ
る。これは、表面検出型光検出器は、その前部表面が取
り付け部材の上部表面に対して垂直になるような状態で
取り付け部材に垂直に取り付ける必要があるためであ
る。しかし、表面検出型光検出器を取り付け部材に垂直
に取り付けるには複雑なボンディング及びパッケージン
グのステップが必要とされる。更に、取り付け部材の上
部表面に対して垂直に配置される光検出器にボンディン
グ・ワイヤを取り付けるにはコストの高くつくプロセス
が必要になる。
【０００９】
【概要】本発明は、そのコンポーネントが単一取り付け
部材に取り付けられたフォトニクス・モジュールを提供
するものである。
部材に取り付けられたフォトニクス・モジュールを提供
するものである。
【０００１０】本発明は、表面検出型光検出器をエッジ
検出型光検出器として取り付け部材に取り付けることが
できるように、反射器（例えば、鏡または波長依存反射
器）と表面検出型光検出器を互いに一体化するものであ
る。
検出型光検出器として取り付け部材に取り付けることが
できるように、反射器（例えば、鏡または波長依存反射
器）と表面検出型光検出器を互いに一体化するものであ
る。
【００１１】本発明は、取り付け部材に取り付けられる
コンポーネント数を減らすことができるように、反射器
（例えば、鏡または波長依存反射器）を光検出器に組み
込むものである。
コンポーネント数を減らすことができるように、反射器
（例えば、鏡または波長依存反射器）を光検出器に組み
込むものである。
【００１２】本発明は、バッチ処理によって、光検出器
及び反射器（例えば、鏡または波長依存反射器）を備え
た一体化されたデバイスを作成するものである。
及び反射器（例えば、鏡または波長依存反射器）を備え
た一体化されたデバイスを作成するものである。
【００１３】以下では、一体化フォトニクス・デバイス
について説明する。一体化フォトニクス・デバイスには
活性領域を備えた光検出器が含まれている。基板の側部
表面があらかじめ定められた角度で基板の上部表面と交
差している。側部表面は反射性である。光検出器は、そ
の活性領域が側部表面に面するようにして、基板の上部
表面に接着されており、この側部表面によって、基板の
上部表面に対して平行に進む光を反射し、光検出器の活
性領域に送り込むことができるようになっている。
について説明する。一体化フォトニクス・デバイスには
活性領域を備えた光検出器が含まれている。基板の側部
表面があらかじめ定められた角度で基板の上部表面と交
差している。側部表面は反射性である。光検出器は、そ
の活性領域が側部表面に面するようにして、基板の上部
表面に接着されており、この側部表面によって、基板の
上部表面に対して平行に進む光を反射し、光検出器の活
性領域に送り込むことができるようになっている。
【００１４】光検出器と反射器を一体化する方法につい
て述べる。この方法には基板にほぼ角錐形の空洞を形成
するステップが含まれている。角錐形空洞は、(1) 基板
の上部表面と予め定められた角度で交差し、(2) 反射器
として機能する、反射性側壁部を備えている。光検出器
は、その活性領域が空洞の反射性側壁部に面するように
して、基板に取り付けられる。次に、反射性側壁部を光
検出器の活性領域に対して平行に進む光にさらすため、
基板は空洞部分で光検出器から切り離されている。
て述べる。この方法には基板にほぼ角錐形の空洞を形成
するステップが含まれている。角錐形空洞は、(1) 基板
の上部表面と予め定められた角度で交差し、(2) 反射器
として機能する、反射性側壁部を備えている。光検出器
は、その活性領域が空洞の反射性側壁部に面するように
して、基板に取り付けられる。次に、反射性側壁部を光
検出器の活性領域に対して平行に進む光にさらすため、
基板は空洞部分で光検出器から切り離されている。
【００１５】本発明の他の特徴及び利点については、本
発明の原理を例示した、添付の図面に関連して記述され
る以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
発明の原理を例示した、添付の図面に関連して記述され
る以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１６】
【実施例】図４は、本発明の実施例の１つを実施する一
体化された光検出器３３及び４１を備える双方向フォト
ニクス・モジュール３０の透視図である。このようにす
る代わりに、フォトニクス・モジュール３０は、双方向
フォトニクス・モジュールでなくてもよい。この場合、
フォトニクス・モジュール３０には光検出器３３及び４
１より多いか、あるいは少ない光検出器を含んでもよ
い。図４には一体化された光検出器３３及び４１が部分
的に示されている。図５はフォトニクス・モジュール３
０の平面図であり、これも光検出器３３及び４１を示し
ている。図７ないし図９には一体化された光検出器３３
及び４１の夫々の完全な構造が示されており、これにつ
いては下でもっと詳細に説明する。
体化された光検出器３３及び４１を備える双方向フォト
ニクス・モジュール３０の透視図である。このようにす
る代わりに、フォトニクス・モジュール３０は、双方向
フォトニクス・モジュールでなくてもよい。この場合、
フォトニクス・モジュール３０には光検出器３３及び４
１より多いか、あるいは少ない光検出器を含んでもよ
い。図４には一体化された光検出器３３及び４１が部分
的に示されている。図５はフォトニクス・モジュール３
０の平面図であり、これも光検出器３３及び４１を示し
ている。図７ないし図９には一体化された光検出器３３
及び４１の夫々の完全な構造が示されており、これにつ
いては下でもっと詳細に説明する。
【００１７】図４及び５からわかるように、フォトニク
ス・モジュール３０には、一体化光検出器３３及び４１
以外に、レーザ４０、光学フィルタ３５、鏡３４、及び
球面レンズ３６及び３９も含まれている。フォトニクス
・モジュール３０はまた光ファイバ３１と光学的にも結
合される。一体化光検出器４１はレーザ４０の後部ファ
セット・モニタとして機能する。フォトニクス・モジュ
ール３０の光ファイバ３１を除く全てのコンポーネント
が、フォトニクス・モジュール３０の取り付け部材３２
に取り付けられる。
ス・モジュール３０には、一体化光検出器３３及び４１
以外に、レーザ４０、光学フィルタ３５、鏡３４、及び
球面レンズ３６及び３９も含まれている。フォトニクス
・モジュール３０はまた光ファイバ３１と光学的にも結
合される。一体化光検出器４１はレーザ４０の後部ファ
セット・モニタとして機能する。フォトニクス・モジュ
ール３０の光ファイバ３１を除く全てのコンポーネント
が、フォトニクス・モジュール３０の取り付け部材３２
に取り付けられる。
【００１８】ある実施例では、取り付け部材３２は半導
体材料から造られる。取り付け部材３２に半導体材料を
用いることによって、フォトニクス・モジュール３０の
コンポーネントの取付に備えて、フォトリソグラフィッ
ク・マスキング及びエッチング・プロセスによって、取
り付け部材３２を処理することができる。既知のよう
に、フォトリソグラフィック・マスキング及びエッチン
グ・プロセスは、非常に高精度の半導体集積回路作成に
広く用いられている。従って、これによって、非常に高
い精度で取り付け部材３２を処理できる。
体材料から造られる。取り付け部材３２に半導体材料を
用いることによって、フォトニクス・モジュール３０の
コンポーネントの取付に備えて、フォトリソグラフィッ
ク・マスキング及びエッチング・プロセスによって、取
り付け部材３２を処理することができる。既知のよう
に、フォトリソグラフィック・マスキング及びエッチン
グ・プロセスは、非常に高精度の半導体集積回路作成に
広く用いられている。従って、これによって、非常に高
い精度で取り付け部材３２を処理できる。
【００１９】これに加えて、取り付け部材３２に半導体
材料を用いると、フォトニクス・モジュール３０のコン
ポーネントを単一の取り付け部材３２に取り付けること
ができるため、フォトニクス・モジュール３０のサイズ
を大幅に縮小することができる。更に、バッチ処理を使
用することによって、単一のシリコン・ウェーハから取
り付け部材３２と同じ取り付け部材を多数作成すること
ができる。
材料を用いると、フォトニクス・モジュール３０のコン
ポーネントを単一の取り付け部材３２に取り付けること
ができるため、フォトニクス・モジュール３０のサイズ
を大幅に縮小することができる。更に、バッチ処理を使
用することによって、単一のシリコン・ウェーハから取
り付け部材３２と同じ取り付け部材を多数作成すること
ができる。
【００２０】ある実施例では、取り付け部材３２は＜１
００＞結晶シリコン材料から造られる。こうする代わり
に、他の結晶半導体材料を使用して取り付け部材３２を
形成することもできる。更に、半導体材料以外の材料か
ら取り付け部材３２を造ることもできる。
００＞結晶シリコン材料から造られる。こうする代わり
に、他の結晶半導体材料を使用して取り付け部材３２を
形成することもできる。更に、半導体材料以外の材料か
ら取り付け部材３２を造ることもできる。
【００２１】取り付け部材３２が＜１００＞シリコンの
場合、例えば、ＫＯＨ（すなわち水酸化カリウム）エッ
チング液を用いて、取り付け部材３２を異方性エエッチ
ングして空洞を形成することができる。異方性エッチン
グの速度は、条件によっては１０００対１にすることが
できる。これは、シリコン取り付け部材３２に対する垂
直方向のエッチング速度が、シリコン取り付け部材３２
の＜１１１＞結晶面に向かうエッチング速度より１００
０倍速いということを表している。換言すれば、＜１１
１＞結晶面がエッチング停止材の働きをする。異方性エ
ッチングを行うことにより、取り付け部材３２の空洞の
エッチングされた側壁面が、取り付け部材３２の＜１１
１＞結晶面上に横たわる。既知のように、＜１１１＞結
晶面は取り付け部材３２の＜１００＞結晶面と約５４．
７゜の角度で交差する。取り付け部材３２の上部表面と
下部表面が＜１００＞結晶面上に横たわっている場合、
空洞の側壁は取り付け部材３２の上部表面及び下部表面
と約５４．７゜の角度で交差する。このようにする代わ
りに、空洞の側壁と取り付け部材３２の上部表面及び下
部表面を５４．７゜を超えるか、または、５４．７゜未
満の角度で交差させることもできる。例えば、取り付け
部材３２の前記表面が取り付け部材３２の＜１００＞結
晶面上に横たわらないように取り付け部材３２を作成す
る（例えば研磨）ことができる。この場合、取り付け部
材３２のこの表面は＜１００＞結晶面に対して予め定め
られた角度βをなす。これによって、取り付け部材３２
の＜１１１＞結晶面は、５４．７゜±βに等しい角度
で、取り付け部材３２の上部表面及び下部表面と交差す
る。
場合、例えば、ＫＯＨ（すなわち水酸化カリウム）エッ
チング液を用いて、取り付け部材３２を異方性エエッチ
ングして空洞を形成することができる。異方性エッチン
グの速度は、条件によっては１０００対１にすることが
できる。これは、シリコン取り付け部材３２に対する垂
直方向のエッチング速度が、シリコン取り付け部材３２
の＜１１１＞結晶面に向かうエッチング速度より１００
０倍速いということを表している。換言すれば、＜１１
１＞結晶面がエッチング停止材の働きをする。異方性エ
ッチングを行うことにより、取り付け部材３２の空洞の
エッチングされた側壁面が、取り付け部材３２の＜１１
１＞結晶面上に横たわる。既知のように、＜１１１＞結
晶面は取り付け部材３２の＜１００＞結晶面と約５４．
７゜の角度で交差する。取り付け部材３２の上部表面と
下部表面が＜１００＞結晶面上に横たわっている場合、
空洞の側壁は取り付け部材３２の上部表面及び下部表面
と約５４．７゜の角度で交差する。このようにする代わ
りに、空洞の側壁と取り付け部材３２の上部表面及び下
部表面を５４．７゜を超えるか、または、５４．７゜未
満の角度で交差させることもできる。例えば、取り付け
部材３２の前記表面が取り付け部材３２の＜１００＞結
晶面上に横たわらないように取り付け部材３２を作成す
る（例えば研磨）ことができる。この場合、取り付け部
材３２のこの表面は＜１００＞結晶面に対して予め定め
られた角度βをなす。これによって、取り付け部材３２
の＜１１１＞結晶面は、５４．７゜±βに等しい角度
で、取り付け部材３２の上部表面及び下部表面と交差す
る。
【００２２】図４及び５からわかるように、レーザ４０
はエッジ発光レーザであり、取り付け部材３２の上部表
面に接着されている。球面レンズ３６及び３９が夫々角
錐形空洞３７及び３８の一方に収容されている。角錐形
空洞３７、３８は、夫々の側壁部が取り付け部材３２の
＜１１１＞結晶面上に位置するようにエッチングされて
いる。光学フィルタ３５及び鏡３４は、取り付け部材３
２の上部表面に接着されている。
はエッジ発光レーザであり、取り付け部材３２の上部表
面に接着されている。球面レンズ３６及び３９が夫々角
錐形空洞３７及び３８の一方に収容されている。角錐形
空洞３７、３８は、夫々の側壁部が取り付け部材３２の
＜１１１＞結晶面上に位置するようにエッチングされて
いる。光学フィルタ３５及び鏡３４は、取り付け部材３
２の上部表面に接着されている。
【００２３】上述のように、一般に、表面検出型光検出
器を取り付け部材３２に直接取り付けるのは困難であ
る。これは、表面検出型光検出器の前部表面が取り付け
部材３２の上部表面に対して垂直になるような状態で表
面検出型光検出器を取り付け部材３２に取り付ける必要
があるためである。図４からわかるように、レーザ４０
または球面レンズ３６からの光ビームは、取り付け部材
３２の上部表面に対して平行に進む。従って、表面検出
型光検出器は、取り付け部材３２に対して水平に取り付
けまたは配置できるようにすることが望ましい。
器を取り付け部材３２に直接取り付けるのは困難であ
る。これは、表面検出型光検出器の前部表面が取り付け
部材３２の上部表面に対して垂直になるような状態で表
面検出型光検出器を取り付け部材３２に取り付ける必要
があるためである。図４からわかるように、レーザ４０
または球面レンズ３６からの光ビームは、取り付け部材
３２の上部表面に対して平行に進む。従って、表面検出
型光検出器は、取り付け部材３２に対して水平に取り付
けまたは配置できるようにすることが望ましい。
【００２４】これを実現するには、光検出器の前部表面
に対して平行に進む入射光ビームを受け取るように、表
面検出型光検出器がエッジ検出型光検出器として機能す
ることができるような構成をとる必要がある。これは、
図６に示すように、鏡または反射器を用いて入射光ビー
ムを偏向させることによって実現できる。図６からわか
るように、表面検出型光検出器５１は入力光ビームに対
して平行である。入力光ビームを偏向して表面検出型光
検出器に送り込むため、光路内に鏡５４が挿入されてい
る。鏡５４は、偏向された光ビームが光検出器５１の前
部表面に対してほぼ垂直になるように、入力光ビームの
光学軸に対して約４５゜または５４゜の角度をなすよう
に配置されている。従って、この構成によって、表面光
検出器５１はエッジ検出型検出器として機能する。
に対して平行に進む入射光ビームを受け取るように、表
面検出型光検出器がエッジ検出型光検出器として機能す
ることができるような構成をとる必要がある。これは、
図６に示すように、鏡または反射器を用いて入射光ビー
ムを偏向させることによって実現できる。図６からわか
るように、表面検出型光検出器５１は入力光ビームに対
して平行である。入力光ビームを偏向して表面検出型光
検出器に送り込むため、光路内に鏡５４が挿入されてい
る。鏡５４は、偏向された光ビームが光検出器５１の前
部表面に対してほぼ垂直になるように、入力光ビームの
光学軸に対して約４５゜または５４゜の角度をなすよう
に配置されている。従って、この構成によって、表面光
検出器５１はエッジ検出型検出器として機能する。
【００２５】しかし、鏡５４及び光検出器５１を取り付
け部材３２（図４、図５）に直接取り付けたとすれば、
光検出器５１に対して鏡５４を保持してアラインメント
をとるにはフレーム支持部材が別途必要になる。更に、
鏡５４は、取り付け部材３２に取り付けてアラインメン
トをとる必要のある、別途追加された光学素子である。
このため、一般に、このような構成により、フォトニク
ス・モジュールをこのような個別の光学素子とともにパ
ッケージするための実装コストが増大する。
け部材３２（図４、図５）に直接取り付けたとすれば、
光検出器５１に対して鏡５４を保持してアラインメント
をとるにはフレーム支持部材が別途必要になる。更に、
鏡５４は、取り付け部材３２に取り付けてアラインメン
トをとる必要のある、別途追加された光学素子である。
このため、一般に、このような構成により、フォトニク
ス・モジュールをこのような個別の光学素子とともにパ
ッケージするための実装コストが増大する。
【００２６】図４及び図５を参照すると、本発明の一実
施例に従って、表面検出型光検出器５１に鏡５４が組み
込まれて、一体化光検出器３３及び４１の夫々と同じ一
体化光検出器が形成されている。これにより、取り付け
部材３２に対する一体化光検出器３３及び４１の取り付
けが単純化され、フォトニクス・モジュール３０のパッ
ケージを行うコストが低下する。この場合、一体化光検
出器３３及び４１はエッジ検出型光検出器として機能す
る。更に、取り付け部材３２に一体化光検出器３３及び
４１の夫々を取り付けるのに１回だけしかアラインメン
トをとる必要がなく、各一体化光検出器３３、４１は取
り付け時には鏡と光検出器とのアラインメントを必要と
しない。更に、この一体化を行うことにより、各一体化
光検出器３３、４１をバッチ処理で作成することができ
るので、一体化を行うことに関わるコストが低下する。
施例に従って、表面検出型光検出器５１に鏡５４が組み
込まれて、一体化光検出器３３及び４１の夫々と同じ一
体化光検出器が形成されている。これにより、取り付け
部材３２に対する一体化光検出器３３及び４１の取り付
けが単純化され、フォトニクス・モジュール３０のパッ
ケージを行うコストが低下する。この場合、一体化光検
出器３３及び４１はエッジ検出型光検出器として機能す
る。更に、取り付け部材３２に一体化光検出器３３及び
４１の夫々を取り付けるのに１回だけしかアラインメン
トをとる必要がなく、各一体化光検出器３３、４１は取
り付け時には鏡と光検出器とのアラインメントを必要と
しない。更に、この一体化を行うことにより、各一体化
光検出器３３、４１をバッチ処理で作成することができ
るので、一体化を行うことに関わるコストが低下する。
【００２７】本発明のもう１つの実施例によれば、各一
体化光検出器３３、４１は鏡以外の光学コンポーネント
を光検出器に組み込むことができる。例えば、一体化さ
れる光学コンポーネントは、波長依存反射器（すなわち
光学フィルタ）であってよい。
体化光検出器３３、４１は鏡以外の光学コンポーネント
を光検出器に組み込むことができる。例えば、一体化さ
れる光学コンポーネントは、波長依存反射器（すなわち
光学フィルタ）であってよい。
【００２８】ある実施例では、各一体化光検出器３３、
４１は半導体材料を用いて作成することができる。これ
は、各一体化光検出器３３、４１の鏡も半導体材料を用
いて作成できるということを示している。そうする代わ
りに、各一体化光検出器３３、４１の鏡は他のタイプの
材料によって作成してもよい。例えば、セラミック材料
及び／または金属を使用して鏡を作成してもよい。
４１は半導体材料を用いて作成することができる。これ
は、各一体化光検出器３３、４１の鏡も半導体材料を用
いて作成できるということを示している。そうする代わ
りに、各一体化光検出器３３、４１の鏡は他のタイプの
材料によって作成してもよい。例えば、セラミック材料
及び／または金属を使用して鏡を作成してもよい。
【００２９】半導体材料を用いて鏡を作成して表面検出
半導体光検出器に組み込むと、半導体集積回路の作成に
広く用いられているフォトリソグラフィック・マスキン
グ及びエッチングを使用できる。この結果、製作時にお
ける鏡と光検出器のアラインメントがかなりの精度でと
れるようになる。更に、半導体材料及びフォトリソグラ
フィック・プロセスを用いると、バッチ処理によって単
一の接着されたシリコン・ウェーハから多数の一体化光
検出器３３及び４１を作成することが可能になるので、
一体化に関わるコストが低下する。これにより、一体化
光検出器３３及び４１の夫々を小さくすることもでき
る。一体化光検出器３３及び４１の夫々に関する構造及
び作成方法については、下で図７ないし図１０Ｅに関連
してもっと詳細に説明する。
半導体光検出器に組み込むと、半導体集積回路の作成に
広く用いられているフォトリソグラフィック・マスキン
グ及びエッチングを使用できる。この結果、製作時にお
ける鏡と光検出器のアラインメントがかなりの精度でと
れるようになる。更に、半導体材料及びフォトリソグラ
フィック・プロセスを用いると、バッチ処理によって単
一の接着されたシリコン・ウェーハから多数の一体化光
検出器３３及び４１を作成することが可能になるので、
一体化に関わるコストが低下する。これにより、一体化
光検出器３３及び４１の夫々を小さくすることもでき
る。一体化光検出器３３及び４１の夫々に関する構造及
び作成方法については、下で図７ないし図１０Ｅに関連
してもっと詳細に説明する。
【００３０】図７に、図４及び図５の一体化光検出器３
３、４１を表す一体化光検出器６０の透視図を示す。図
８には図７の一体化光検出器６０の８−８線に沿った側
断面図を示す。図９は一体化光検出器６０の平面図であ
る。図７ないし図９からわかるように、一体化光検出器
６０には表面検出型光検出器６１及び鏡取り付け具６３
が含まれている。光検出器６１には活性領域６２が含ま
れている。光検出器６１は半導体光検出器である。この
ことは、活性領域６２が半導体基板上に形成されている
ことを意味している。光検出器６１の前部表面７０及び
後部表面７１は、光検出器６１の電極の働きをする金属
層（図示せず）がコーティングされている。
３、４１を表す一体化光検出器６０の透視図を示す。図
８には図７の一体化光検出器６０の８−８線に沿った側
断面図を示す。図９は一体化光検出器６０の平面図であ
る。図７ないし図９からわかるように、一体化光検出器
６０には表面検出型光検出器６１及び鏡取り付け具６３
が含まれている。光検出器６１には活性領域６２が含ま
れている。光検出器６１は半導体光検出器である。この
ことは、活性領域６２が半導体基板上に形成されている
ことを意味している。光検出器６１の前部表面７０及び
後部表面７１は、光検出器６１の電極の働きをする金属
層（図示せず）がコーティングされている。
【００３１】鏡取り付け具６３は、半導体または他のタ
イプの材料から作成することができる。ある実施例で
は、鏡取り付け具６３の作成に用いられる材料は＜１０
０＞単結晶シリコン材料である。別の実施例では、＜１
００＞単結晶シリコン材料はＮ+＜１００＞単結晶シリ
コン材料である。他の実施例では、鏡取り付け具６３は
セラミック材料または金属から造ることができる。以下
で述べる鏡取り付け具６３は、一例として＜１００＞単
結晶シリコン材料を用いている。
イプの材料から作成することができる。ある実施例で
は、鏡取り付け具６３の作成に用いられる材料は＜１０
０＞単結晶シリコン材料である。別の実施例では、＜１
００＞単結晶シリコン材料はＮ+＜１００＞単結晶シリ
コン材料である。他の実施例では、鏡取り付け具６３は
セラミック材料または金属から造ることができる。以下
で述べる鏡取り付け具６３は、一例として＜１００＞単
結晶シリコン材料を用いている。
【００３２】ある実施例では、鏡取り付け具６３の上部
表面及び下部表面は＜１００＞シリコン鏡取り付け具６
３の＜１００＞結晶面上に横たわっている。他の実施例
では、鏡取り付け具６３の上部表面及び下部表面は＜１
００＞結晶面上に横たわっておらず、予め定められた角
度で＜１００＞結晶面と交差している。鏡取り付け具６
３にはその一側面８１に開口部８０が設けられている。
開口部８０は鳩の尾の形状をしており、３つの傾斜側壁
部６４〜６６によって画定されている。各側壁部６４〜
６６は結晶鏡取り付け具６３の＜１１１＞結晶面上に横
たわっている。鏡取り付け具６３の上部表面及び下部表
面が＜１００＞結晶面上に横たわっているとき、各側壁
部６４〜６６は、図８に示すように、約５４．７゜の角
度で鏡取り付け具６３の上部表面及び下部表面と交差す
る。
表面及び下部表面は＜１００＞シリコン鏡取り付け具６
３の＜１００＞結晶面上に横たわっている。他の実施例
では、鏡取り付け具６３の上部表面及び下部表面は＜１
００＞結晶面上に横たわっておらず、予め定められた角
度で＜１００＞結晶面と交差している。鏡取り付け具６
３にはその一側面８１に開口部８０が設けられている。
開口部８０は鳩の尾の形状をしており、３つの傾斜側壁
部６４〜６６によって画定されている。各側壁部６４〜
６６は結晶鏡取り付け具６３の＜１１１＞結晶面上に横
たわっている。鏡取り付け具６３の上部表面及び下部表
面が＜１００＞結晶面上に横たわっているとき、各側壁
部６４〜６６は、図８に示すように、約５４．７゜の角
度で鏡取り付け具６３の上部表面及び下部表面と交差す
る。
【００３３】側壁部６４〜６６の表面が＜１１１＞結晶
面上に横たわるようにすることによって、側壁部６４〜
６６は極めて平滑になり、鏡のような作用を持つ。これ
は、各側壁部６４〜６６が、実際、反射性表面であっ
て、反射器または鏡の働きをすることができるというこ
とを意味する。
面上に横たわるようにすることによって、側壁部６４〜
６６は極めて平滑になり、鏡のような作用を持つ。これ
は、各側壁部６４〜６６が、実際、反射性表面であっ
て、反射器または鏡の働きをすることができるというこ
とを意味する。
【００３４】側壁部６４〜６６の反射率を高めるために
は、各側壁部６４〜６６に反射率の高い金属層（例え
ば、図８及び図９の金属層７４〜７６）を被着させる。
側壁部６４〜６６に金属層７４〜７６が形成されると、
金属層７４〜７６は鏡または反射器の働きをする。側壁
部６４〜６６の夫々に金属層を被着させない場合には、
各側壁６４〜６６が鏡または反射器の働きをする。
は、各側壁部６４〜６６に反射率の高い金属層（例え
ば、図８及び図９の金属層７４〜７６）を被着させる。
側壁部６４〜６６に金属層７４〜７６が形成されると、
金属層７４〜７６は鏡または反射器の働きをする。側壁
部６４〜６６の夫々に金属層を被着させない場合には、
各側壁６４〜６６が鏡または反射器の働きをする。
【００３５】これに加えて、鏡取り付け具６３の上部表
面７２及び下部表面７３の夫々にも金属層（図７ないし
図９には示されていない）を被着させる。これにより、
鏡取り付け具６３の下部表面７３の金属層が、金属層７
４〜７６を介して鏡取り付け具６３の上部表面の金属層
と接触することができる。この接続があるため、光検出
器６１が鏡取り付け具６３に取り付けられると、鏡取り
付け具６３の下部表面の金属層が光検出器６１の電極の
１つとして機能することができる。
面７２及び下部表面７３の夫々にも金属層（図７ないし
図９には示されていない）を被着させる。これにより、
鏡取り付け具６３の下部表面７３の金属層が、金属層７
４〜７６を介して鏡取り付け具６３の上部表面の金属層
と接触することができる。この接続があるため、光検出
器６１が鏡取り付け具６３に取り付けられると、鏡取り
付け具６３の下部表面の金属層が光検出器６１の電極の
１つとして機能することができる。
【００３６】ある実施例では、反射率の高い金属層は金
の層である。更に別の実施例では、反射率の高い金属層
はアルミニウム層である。そのようにする代わりに、他
の金属層を用いて反射率の高い層を形成することもでき
る。
の層である。更に別の実施例では、反射率の高い金属層
はアルミニウム層である。そのようにする代わりに、他
の金属層を用いて反射率の高い層を形成することもでき
る。
【００３７】このようにする代わりに、側壁部６４〜６
６に金属層を被着させなくてもよい。その代わり、側壁
部６４〜６６の１つまたは全てに１つ以上の誘電体層を
被着させることによって、波長依存反射器（すなわち、
光学フィルタ）を形成する。更に、金属層７４〜７６の
１つまたは全てに誘電体層を被着させて、金属層７４〜
７６上にあふれ出すかもしれない接着材料によって生じ
る金属層７４〜７６の劣化から保護することもできる。
６に金属層を被着させなくてもよい。その代わり、側壁
部６４〜６６の１つまたは全てに１つ以上の誘電体層を
被着させることによって、波長依存反射器（すなわち、
光学フィルタ）を形成する。更に、金属層７４〜７６の
１つまたは全てに誘電体層を被着させて、金属層７４〜
７６上にあふれ出すかもしれない接着材料によって生じ
る金属層７４〜７６の劣化から保護することもできる。
【００３８】光検出器６１は鏡取り付け具６３に取り付
けられる。この取り付けによって、光検出器６１の活性
領域６２が鏡取り付け具６３の開口部８０の方を向く。
この場合、光検出器６１の活性領域６２は、図８からわ
かるように、開口部８０の鏡７４と約５４．７゜の角度
でアラインメントがとられる。更に、側壁部６５及び６
６の後方にある鏡取り付け具６３の一部分６７及び６８
が、開口部８０のまわりで光検出器６１を支持する２つ
の肩の働きをする。光検出器６１の活性領域６２の下の
３つの鏡７４〜７６によって、入射光ビームの発散角が
比較的大きい場合の集光効率が向上する。更に、活性領
域６２の下の開口部８０は、もしこのような構造でなけ
れば光検出器６１の活性領域６２に達して光検出器６１
のノイズ・レベルを低下させるかもしれない望ましくな
い迷光に対するシールドの働きもする。
けられる。この取り付けによって、光検出器６１の活性
領域６２が鏡取り付け具６３の開口部８０の方を向く。
この場合、光検出器６１の活性領域６２は、図８からわ
かるように、開口部８０の鏡７４と約５４．７゜の角度
でアラインメントがとられる。更に、側壁部６５及び６
６の後方にある鏡取り付け具６３の一部分６７及び６８
が、開口部８０のまわりで光検出器６１を支持する２つ
の肩の働きをする。光検出器６１の活性領域６２の下の
３つの鏡７４〜７６によって、入射光ビームの発散角が
比較的大きい場合の集光効率が向上する。更に、活性領
域６２の下の開口部８０は、もしこのような構造でなけ
れば光検出器６１の活性領域６２に達して光検出器６１
のノイズ・レベルを低下させるかもしれない望ましくな
い迷光に対するシールドの働きもする。
【００３９】ある実施例では、光検出器６１が導電性エ
ポキシまたは他の導電性接着剤を用いて鏡取り付け具６
３に接着される。更に別の実施例では、光検出器６１が
鏡取り付け具６３にハンダを用いて接着される。このよ
うにする代わりに、他の接着メカニズムを使用して光検
出器６１を鏡取り付け具６３に取り付けることもでき
る。
ポキシまたは他の導電性接着剤を用いて鏡取り付け具６
３に接着される。更に別の実施例では、光検出器６１が
鏡取り付け具６３にハンダを用いて接着される。このよ
うにする代わりに、他の接着メカニズムを使用して光検
出器６１を鏡取り付け具６３に取り付けることもでき
る。
【００４０】図１０Ａないし図１０Ｅにはバッチ処理を
使用して図７ないし図９の一体化光検出器６０を作成す
るプロセスが示されている。図１０Ａからわかるよう
に、＜１００＞単結晶シリコン基板２００が与えられ
る。基板２００の上部表面及び下部表面は、＜１００＞
結晶表面である。ある実施例では、シリコン基板２００
は、Ｎ+シリコン基板である。こうする代わりに、他の
材料を基板２００に用いることもできる。例えば、セラ
ミック材料または金属を用いて基板２００を作成するこ
ともできる。
使用して図７ないし図９の一体化光検出器６０を作成す
るプロセスが示されている。図１０Ａからわかるよう
に、＜１００＞単結晶シリコン基板２００が与えられ
る。基板２００の上部表面及び下部表面は、＜１００＞
結晶表面である。ある実施例では、シリコン基板２００
は、Ｎ+シリコン基板である。こうする代わりに、他の
材料を基板２００に用いることもできる。例えば、セラ
ミック材料または金属を用いて基板２００を作成するこ
ともできる。
【００４１】次に、基板２００にフォトリソグラフィッ
ク・マスキング及び異方性エッチングを作用させること
によって、多数のほぼ角錐形の空洞が基板２００に形成
される。これらの空洞は、基板２００に取り付けられる
ことになっている光検出器ウェーハ３００（図１０Ｃ及
び１０Ｄに示す）からの各光検出器毎に１つずつ作成さ
れる。図１０Ａには基板２００上に形成される角錐形空
洞２１０及び２１１だけしか示されていない。実際には
ずっと多くの角錐形の空洞が基板２００に形成される。
ク・マスキング及び異方性エッチングを作用させること
によって、多数のほぼ角錐形の空洞が基板２００に形成
される。これらの空洞は、基板２００に取り付けられる
ことになっている光検出器ウェーハ３００（図１０Ｃ及
び１０Ｄに示す）からの各光検出器毎に１つずつ作成さ
れる。図１０Ａには基板２００上に形成される角錐形空
洞２１０及び２１１だけしか示されていない。実際には
ずっと多くの角錐形の空洞が基板２００に形成される。
【００４２】図１０Ａからわかるように、基板２００に
角錐形空洞（例えば、角錐形空洞２１０及び２１１）を
形成するため、基板２００の上部表面にマスク層２０１
を被着させて、予め定められた予め定められた間隔距離
をあけていくつかの開口部が形成される。各開口部で、
基板２００の上部表面が露出されている。基板２００の
下部表面にはマスク層２０２が被着される。
角錐形空洞（例えば、角錐形空洞２１０及び２１１）を
形成するため、基板２００の上部表面にマスク層２０１
を被着させて、予め定められた予め定められた間隔距離
をあけていくつかの開口部が形成される。各開口部で、
基板２００の上部表面が露出されている。基板２００の
下部表面にはマスク層２０２が被着される。
【００４３】ある実施例では、各開口部は実質的に矩形
である。もう１つの実施例では、各開口部は正方形であ
る。
である。もう１つの実施例では、各開口部は正方形であ
る。
【００４４】実施例の１つでは、各マスク層２０１〜２
０２はＳｉ３Ｎ４マスク層である。こうする代わりに、
他のタイプの既知のマスク層を用いることもできる。
０２はＳｉ３Ｎ４マスク層である。こうする代わりに、
他のタイプの既知のマスク層を用いることもできる。
【００４５】次に、例えばＫＯＨ（すなわち、水酸化カ
リウム）エッチング液を使用して開口部を介して基板２
００を異方性エッチングすることによって、角錐形空洞
（例えば、角錐形空洞２１０及び２１１）が形成され
る。異方性エッチングによって、基板２００に形成され
た各角錐形空洞の側壁は、基板２００の上部表面及び下
部表面と約５４．７゜の角度で交差する基板２００の＜
１１１＞結晶面上に横たわる。上述のように、基板２０
０の＜１１１＞結晶面は基板２００の＜１００＞表面と
約５４．７゜の角度で交差する。これに加えて、側壁を
基板２００の＜１１１＞結晶面上に横たわらせることに
よって、側壁は極めて平滑になり、鏡のような作用を示
す。
リウム）エッチング液を使用して開口部を介して基板２
００を異方性エッチングすることによって、角錐形空洞
（例えば、角錐形空洞２１０及び２１１）が形成され
る。異方性エッチングによって、基板２００に形成され
た各角錐形空洞の側壁は、基板２００の上部表面及び下
部表面と約５４．７゜の角度で交差する基板２００の＜
１１１＞結晶面上に横たわる。上述のように、基板２０
０の＜１１１＞結晶面は基板２００の＜１００＞表面と
約５４．７゜の角度で交差する。これに加えて、側壁を
基板２００の＜１１１＞結晶面上に横たわらせることに
よって、側壁は極めて平滑になり、鏡のような作用を示
す。
【００４６】基板２００の厚さは各空洞の側壁の少なく
とも１つが鏡を形成するのに十分な表面積を備えるよう
に選択される。ある実施例では、基板２００の厚さは約
２００ミクロンである。そのようにする代わりに、基板
２００の厚さは２００ミクロンより厚くもまた薄くもで
きる。
とも１つが鏡を形成するのに十分な表面積を備えるよう
に選択される。ある実施例では、基板２００の厚さは約
２００ミクロンである。そのようにする代わりに、基板
２００の厚さは２００ミクロンより厚くもまた薄くもで
きる。
【００４７】ある実施例では、また図１０Ａないし図１
０Ｅにも示すのだが、基板２００に形成された角錐形空
洞の夫々が基板２００を貫通している。別の実施例で
は、基板２００に形成された各角錐形空洞は基板２００
を貫通しない。
０Ｅにも示すのだが、基板２００に形成された角錐形空
洞の夫々が基板２００を貫通している。別の実施例で
は、基板２００に形成された各角錐形空洞は基板２００
を貫通しない。
【００４８】次に、マスク層２０１及び２０２が基板２
００から取り除かれ、図１０Ｂに示されるように、基板
２００の上部表面及び下部表面に夫々金属層２２１及び
金属層２２０が被着される。角錐形空洞の夫々の側壁に
も金属層２２１が被着される。例えば、角錐形空洞２１
０の各側壁２１２、２１３、及び角錐形空洞２１１の各
側壁２１５、２１６金属層２２１が被着される。
００から取り除かれ、図１０Ｂに示されるように、基板
２００の上部表面及び下部表面に夫々金属層２２１及び
金属層２２０が被着される。角錐形空洞の夫々の側壁に
も金属層２２１が被着される。例えば、角錐形空洞２１
０の各側壁２１２、２１３、及び角錐形空洞２１１の各
側壁２１５、２１６金属層２２１が被着される。
【００４９】金属層２２１は反射率の高い金属層であ
る。ある実施例では金属層２２１は金の層である。別の
実施例では金属層２２１はアルミニウム層である。この
ようにする代わりに、他の反射率の高い金属を使用する
こともできる。
る。ある実施例では金属層２２１は金の層である。別の
実施例では金属層２２１はアルミニウム層である。この
ようにする代わりに、他の反射率の高い金属を使用する
こともできる。
【００５０】各空洞の側壁に被着した金属層２２１によ
って、各空洞の鏡状の側壁の反射率は、約３０％から、
それよりもはるかに高い値に上昇する。例えば、金の層
は反射率を約９８％に上昇させることができる。この結
果、各空洞の各側壁毎に鏡（例えば、鏡２１４または２
１７）が形成される。各空洞の各側壁は＜１１１＞結晶
面上に横たわっているので、各側壁に形成された鏡（例
えば、鏡２１４または２１７）は、基板２００の上部表
面及び下部表面に対して５４．７゜の角度で固定され
る。
って、各空洞の鏡状の側壁の反射率は、約３０％から、
それよりもはるかに高い値に上昇する。例えば、金の層
は反射率を約９８％に上昇させることができる。この結
果、各空洞の各側壁毎に鏡（例えば、鏡２１４または２
１７）が形成される。各空洞の各側壁は＜１１１＞結晶
面上に横たわっているので、各側壁に形成された鏡（例
えば、鏡２１４または２１７）は、基板２００の上部表
面及び下部表面に対して５４．７゜の角度で固定され
る。
【００５１】このようにする代わりに、金属層２２１が
角錐形空洞の夫々の側壁内に延びないようにすることも
できる。この場合、鏡（例えば、鏡２１４または２１
７）は単に鏡状側壁（例えば、側壁２１５または２１
２）によって形成される。これは、各空洞の側壁が鏡状
の表面を持っており、鏡または反射器として機能するこ
とができるためである。
角錐形空洞の夫々の側壁内に延びないようにすることも
できる。この場合、鏡（例えば、鏡２１４または２１
７）は単に鏡状側壁（例えば、側壁２１５または２１
２）によって形成される。これは、各空洞の側壁が鏡状
の表面を持っており、鏡または反射器として機能するこ
とができるためである。
【００５２】更に、各空洞の側壁（例えば、側壁２１２
及び２１５）に１または複数の誘電体層を直接被着させ
ることによって、空洞の側壁に波長依存反射器（すなわ
ち、光学フィルタ）が形成されるようにすることができ
る。
及び２１５）に１または複数の誘電体層を直接被着させ
ることによって、空洞の側壁に波長依存反射器（すなわ
ち、光学フィルタ）が形成されるようにすることができ
る。
【００５３】図１０Ｃを参照すると、各空洞の鏡（例え
ば、鏡２１４及び２１７）に、誘電体コーティング（例
えば、誘電体コーティング２５０及び２５３）を選択的
に被着させることができる。例えば、鏡２１４には誘電
体コーティング２５０が被着され、鏡２１７には誘電体
コーティング２５３が施される。誘電体コーティングを
被着させる目的は、鏡表面にあふれ出した接着材料によ
って生じる鏡の劣化を防止することにある。このように
する代わりに、誘電体コーティングを省略することもで
きる。誘電体コーティングは適切な任意の既知の誘電体
コーティングであってよく、その被着方法は任意の既知
の誘電体コーティングの被着方法としてよい。
ば、鏡２１４及び２１７）に、誘電体コーティング（例
えば、誘電体コーティング２５０及び２５３）を選択的
に被着させることができる。例えば、鏡２１４には誘電
体コーティング２５０が被着され、鏡２１７には誘電体
コーティング２５３が施される。誘電体コーティングを
被着させる目的は、鏡表面にあふれ出した接着材料によ
って生じる鏡の劣化を防止することにある。このように
する代わりに、誘電体コーティングを省略することもで
きる。誘電体コーティングは適切な任意の既知の誘電体
コーティングであってよく、その被着方法は任意の既知
の誘電体コーティングの被着方法としてよい。
【００５４】基板２００は、更に、光検出器ウェーハ３
００に接着される。図１０Ｃからわかるように、ウェー
ハ３００は、いくつかの半導体表面検出型光検出器（活
性領域３０１及び３０２のような夫々の活性領域によっ
て表されている）が、予め定められた間隔距離をあけて
作製されているウェーハである。予め定められた間隔距
離は、基板２００に形成された空洞の予め定められた間
隔距離に対応している。従って、これによって、ウェー
ハ３００を基板２００に接着した際に、光検出器ウェー
ハ３００の光検出器と基板２００の空洞内の鏡のアライ
ンメントをとることができる。光検出器ウェーハの作成
は当該技術において既知のところであり、以下では詳細
な説明は与えない。
００に接着される。図１０Ｃからわかるように、ウェー
ハ３００は、いくつかの半導体表面検出型光検出器（活
性領域３０１及び３０２のような夫々の活性領域によっ
て表されている）が、予め定められた間隔距離をあけて
作製されているウェーハである。予め定められた間隔距
離は、基板２００に形成された空洞の予め定められた間
隔距離に対応している。従って、これによって、ウェー
ハ３００を基板２００に接着した際に、光検出器ウェー
ハ３００の光検出器と基板２００の空洞内の鏡のアライ
ンメントをとることができる。光検出器ウェーハの作成
は当該技術において既知のところであり、以下では詳細
な説明は与えない。
【００５５】ある実施例では、導電性エポキシまたは他
のタイプの接着剤を用いて光検出器ウェーハ３００と基
板２００の接着が行われる。この場合、エポキシは、遠
心力を使用して光検出器ウェーハ３００に塗布される。
別の実施例では、ハンダまたは他の金属ボンドを用いて
光検出器３００と基板２００の接着が行われる。この場
合、ハンダ・ボンドは、光検出器ウェーハ３００と基板
２００の一方または両方にデポジットすることができ
る。このようにする代わりに、他のタイプの接着方法ま
たは材料を用いて、光検出器ウェーハ３００と基板２０
０を接着することもできる。例えば、ハンダ・ボンドを
用いていくつかの点でウェーハ３００を基板２００に接
着することができる。更に、ハンダ・ボンドによってウ
ェーハ３００と基板２００の間に生じるギャップにエポ
キシを注入することによって、ハンダ・ボンドをいっそ
う強化することができる。
のタイプの接着剤を用いて光検出器ウェーハ３００と基
板２００の接着が行われる。この場合、エポキシは、遠
心力を使用して光検出器ウェーハ３００に塗布される。
別の実施例では、ハンダまたは他の金属ボンドを用いて
光検出器３００と基板２００の接着が行われる。この場
合、ハンダ・ボンドは、光検出器ウェーハ３００と基板
２００の一方または両方にデポジットすることができ
る。このようにする代わりに、他のタイプの接着方法ま
たは材料を用いて、光検出器ウェーハ３００と基板２０
０を接着することもできる。例えば、ハンダ・ボンドを
用いていくつかの点でウェーハ３００を基板２００に接
着することができる。更に、ハンダ・ボンドによってウ
ェーハ３００と基板２００の間に生じるギャップにエポ
キシを注入することによって、ハンダ・ボンドをいっそ
う強化することができる。
【００５６】図１０Ｄからわかるように、光検出器ウェ
ーハ３００と基板２００を接着すると、活性領域（例え
ば、活性領域３０１または３０２）と５４．７゜の鏡
（例えば、鏡２１４または２１７）のアラインメントが
とれ、図７ないし図９の一体化光検出器６０が形成され
る。次に、接着されたウェーハ３００と基板２００は、
のこ引き切断線（例えば、のこ引き切断線４００または
４０１）に沿ってのこ引きで方形に切断することによっ
て、または劈開して、一体化光検出器６０（図７ないし
図９参照）の多数の同一ユニット（例えば、図１０Ｅの
ユニット６０ａ〜６０ｃ）が得られるようにすることに
よって分割される。図１０Ｄからわかるように、のこ引
き切断線は、光検出器ウェーハ３００における各光検出
器の活性領域外に引かれる。（図１０Ｅに示すように）
各個別ユニットには鏡と表面検出型光検出器の一体化さ
れたものが含まれている。これに加えて、光検出器３０
０と基板２００を接着することによって、ウェーハ３０
０における各光検出器の電極の１つと金属層２２０の接
続も行われる。この結果、一体化光検出器６０を図４及
び図５の取り付け部材３２に取り付けるのが容易にな
る。これによって、一体化光検出器６０と図４及び図５
のフォトニクス・モジュール３０の他のデバイスとの電
気的接続も容易になる。
ーハ３００と基板２００を接着すると、活性領域（例え
ば、活性領域３０１または３０２）と５４．７゜の鏡
（例えば、鏡２１４または２１７）のアラインメントが
とれ、図７ないし図９の一体化光検出器６０が形成され
る。次に、接着されたウェーハ３００と基板２００は、
のこ引き切断線（例えば、のこ引き切断線４００または
４０１）に沿ってのこ引きで方形に切断することによっ
て、または劈開して、一体化光検出器６０（図７ないし
図９参照）の多数の同一ユニット（例えば、図１０Ｅの
ユニット６０ａ〜６０ｃ）が得られるようにすることに
よって分割される。図１０Ｄからわかるように、のこ引
き切断線は、光検出器ウェーハ３００における各光検出
器の活性領域外に引かれる。（図１０Ｅに示すように）
各個別ユニットには鏡と表面検出型光検出器の一体化さ
れたものが含まれている。これに加えて、光検出器３０
０と基板２００を接着することによって、ウェーハ３０
０における各光検出器の電極の１つと金属層２２０の接
続も行われる。この結果、一体化光検出器６０を図４及
び図５の取り付け部材３２に取り付けるのが容易にな
る。これによって、一体化光検出器６０と図４及び図５
のフォトニクス・モジュール３０の他のデバイスとの電
気的接続も容易になる。
【００５７】本明細書では、特定の実施例に関連して本
発明の説明を行ってきた。しかし、当該技術の熟練者に
は明らかなように、本発明のより一般的な精神及び範囲
を逸脱することなくさまざまな修正及び変更を加えるこ
とができる。従って、明細書及び図面は制限ではなく例
示を意味するものとみなすべきである。
発明の説明を行ってきた。しかし、当該技術の熟練者に
は明らかなように、本発明のより一般的な精神及び範囲
を逸脱することなくさまざまな修正及び変更を加えるこ
とができる。従って、明細書及び図面は制限ではなく例
示を意味するものとみなすべきである。
【図１】先行技術による双方向性フォトニクス・モジュ
ールの概略図。
ールの概略図。
【図２】図１の双方向性フォトニクス・モジュールのパ
ッケージを示す側断面図。
ッケージを示す側断面図。
【図３】図１及び図２の双方向性フォトニクス・モジュ
ールに用いられる先行技術による表面検出型光検出器を
示す図。
ールに用いられる先行技術による表面検出型光検出器を
示す図。
【図４】本発明の実施例の１つに従って作成される一体
化光検出器を備えた双方向性フォトニクス・モジュール
の透視図。
化光検出器を備えた双方向性フォトニクス・モジュール
の透視図。
【図５】図４の双方向性フォトニクス・モジュールの平
面図。
面図。
【図６】図４の一体化光検出器を概念的に示す図。
【図７】図７は、図６の一体化光検出器の透視図。
【図８】図７の一体化光検出器の側断面図。
【図９】図７の一体化光検出器の平面図。
【図１０Ａ】図７ないし図９の一体化光検出器の作成ス
テップを示す図。
テップを示す図。
【図１０Ｂ】図７ないし図９の一体化光検出器の作成ス
テップを示す図。
テップを示す図。
【図１０Ｃ】図７ないし図９の一体化光検出器の作成ス
テップを示す図。
テップを示す図。
【図１０Ｄ】図７ないし図９の一体化光検出器の作成ス
テップを示す図。
テップを示す図。
【図１０Ｅ】図７ないし図９の一体化光検出器の作成ス
テップを示す図。
テップを示す図。
３０：フォトニクス・モジュール ３１：光ファイバ ３２：取り付け部材 ３３：光検出器 ３４：鏡 ３５：光学フィルタ ３６：球面レンズ ３７、３８：角錐形空洞 ３９：球面レンズ ４０：レーザ ４１、５１：光検出器 ５４：鏡 ６０：光検出器 ６１：表面検出型光検出器 ６２：活性領域 ６３：鏡取り付け具 ６４、６５、６６：傾斜側壁 ７０：前部表面 ７１：後部表面 ７２：上部表面 ７３：下部表面 ７４、７５、７６：金属層 ８０：開口部 ８１：側面 ２００：基板 ２０１、２０２：マスク層 ２１０、２１１：角錐形空洞 ２１４：鏡 ２１５、２１６：側壁 ２１７：鏡 ２２１、２２２：金属層 ２５０、２５３：誘電体コーティング ３００：光検出器ウェーハ ３０１、３０２：活性領域
Claims (10)
- 【請求項１】光検出器（３００）と反射器（２１４、２
１７）を一体化する方法であって、 （Ａ）予め定められた角度で基板（２００）の上部表面
と交差するとともに反射器（２１４、２１７）の働きを
する反射性側壁（２１２、２１５）を備えたほぼ角錐形
の空洞（２１０、２１１）を前記基板（２００）に形成
するステップと、 （Ｂ）光検出器（３００）をその活性領域（３０１、３
０２）が前記空洞（２１０、２１１）の前記反射性側壁
（２１２、２１５）に面するようにして前記基板（２０
０）に取り付けるステップと、 （Ｃ）前記基板（２００）を前記空洞（２１０、２１
１）の位置で分離し、その前記反射性側壁（２１２、２
１５）を前記光検出器（３００）の前記活性領域（３０
１、３０２）に対して平行に進む光にさらすステップを
含む方法。 - 【請求項２】前記ステップ（Ｂ）の前に、前記反射性側
壁（２１２、２１５）に反射率の高い金属層（２５０、
２５３）を被着させるステップを設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記基板（２００）の上部表面と下部表面
に金属層（２２０、２２１）を被着させて、前記金属層
（２２０、２２１）が、前記ステップ（Ｂ）の前に前記
反射性側壁（２１２、２１５）上の反射率の高い前記金
属層（２２１）に電気的に接続されるようにするステッ
プを設けたことを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】反射率の高い前記金属層（２２１）に誘電
体コーティング（２５０、２５３）を施すステップを設
けたことを特徴とする請求項２または３に記載の方法。 - 【請求項５】前記反射性側壁（２１２、２１５）に誘電
体層を被着させて、前記反射器（２１４、２１７）を波
長依存反射器にするステップを設けたことを特徴とする
請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】前記基板（２００）が結晶シリコン基板で
あるとともに、 前記ステップ（Ａ）に、前記基板（２００）に異方性エ
ッチングを施して角錐形空洞（２１０、２１１）を形成
し、前記反射性側壁（２１２、２１５）が前記基板（２
００）の結晶面によって形成されるようにするステップ
を設けたことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】前記予め定められた角度が約５４．７゜で
あることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】前記ステップ（Ｂ）に、前記光検出器（３
００）を前記基板（２００）に接着するステップを設け
たことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】前記光検出器（３００）が導電性エポキ
シ、ハンダ、またはハンダとエポキシの組み合わせによ
って基板（２００）に接着されることと、 前記角錐形空洞（２１０、２１１）がほぼ矩形の開口部
を備えているとともに、前記基板（２００）の上部表面
から前記基板（２００）の下部表面まで延びていること
を特徴とする請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】（Ａ）活性領域（６２）を備えた光検出
器（６１）と、 （Ｂ）予め定められた角度で基板（６３）の表面（７
２）と交差する側部表面（６４）を備える基板（６３）
を設け、 前記側部表面（６４）が反射性であることと、 前記光検出器（６１）が、その活性領域（６２）が前記
側部表面（６４）に面するようにして基板（６３）の上
部表面（７２）に接着され、 前記光検出器（６１）の活性領域（６２）に対して平行
に進む光が前記側部表面（６４）によって反射されて前
記光検出器（６１）の前記活性領域（６２）に入射する
ことができるようになっていることを特徴とする一体化
フォトニクス・デバイス（６０）。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US705,873 | 1996-08-28 | ||
| US08/705,873 US5808293A (en) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Photo detector with an integrated mirror and a method of making the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1093133A true JPH1093133A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3167650B2 JP3167650B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=24835308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22459797A Expired - Fee Related JP3167650B2 (ja) | 1996-08-28 | 1997-08-21 | 一体化鏡を備えた光検出器及びその作成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5808293A (ja) |
| EP (1) | EP0827211B1 (ja) |
| JP (1) | JP3167650B2 (ja) |
| DE (1) | DE69738191T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6748143B2 (en) | 2002-05-10 | 2004-06-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical transceiver module and optical communications system using the same |
| US6948865B2 (en) | 2003-03-07 | 2005-09-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module and method of manufacturing the same |
| US7290942B2 (en) | 2003-01-24 | 2007-11-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical transceiver modules |
| US7438480B2 (en) | 2003-09-25 | 2008-10-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module, optical transceiver, and optical joint sleeve |
| JP2014077959A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Hitachi Metals Ltd | 光基板、光基板の製造方法、及び光モジュール構造 |
Families Citing this family (14)
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