JPH11190811A - Substrate for optical device mounting and its manufacture and optical module - Google Patents
Substrate for optical device mounting and its manufacture and optical moduleInfo
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- JPH11190811A JPH11190811A JP35831497A JP35831497A JPH11190811A JP H11190811 A JPH11190811 A JP H11190811A JP 35831497 A JP35831497 A JP 35831497A JP 35831497 A JP35831497 A JP 35831497A JP H11190811 A JPH11190811 A JP H11190811A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光通信や光情報処理
に用いられる光デバイス実装用基板及びそれを用いた光
モジュールに関し、特に、光ファイバ、光半導体素子、
光導波路を無調芯で高精度に光結合させることができ、
しかも量産性及び特性に優れた光モジュールを供給する
ことができるものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device mounting substrate used for optical communication and optical information processing and an optical module using the same, and more particularly, to an optical fiber, an optical semiconductor device, and the like.
Optical waveguides can be optically coupled with high precision with an asymmetric core,
In addition, the present invention relates to an optical module capable of supplying an optical module having excellent mass productivity and characteristics.
【0002】[0002]
【発明の背景】近年、光通信や光情報処理の高度化に伴
って、半導体レーザやフォトダイオード等の光半導体素
子(以下、単に光素子という)と光ファイバとを無調芯
で実装するパッシブアライメントと呼ばれる技術が注目
されている。これは、シリコン基板等の異方性エッチン
グの技術を用いて高精度に形成されたV溝と、このV溝
に対してさらに高精度に形成された光素子搭載用電極ま
たは、位置決め用マーカーからなる実装用基板を用いる
ことにより可能となる。2. Description of the Related Art In recent years, with the advancement of optical communication and optical information processing, passive optical devices in which optical semiconductor elements such as semiconductor lasers and photodiodes (hereinafter simply referred to as optical elements) and optical fibers are mounted without alignment. A technique called alignment has attracted attention. This is because a V-groove formed using anisotropic etching technology such as a silicon substrate with high precision, and an optical element mounting electrode or a positioning marker formed more precisely with respect to this V-groove. This can be achieved by using a mounting substrate that is not suitable.
【0003】一方、石英系光導波路作製技術について
は、火炎堆積法(FHD:Flame Hydrolysis Depositio
n )やモノシラン(SiH4 )系の常圧CVD(Chemic
al Vapor Deposition)法、プラズマCVD法、TEOS
(Tetraethoxy Silane)−CVD法等の技術が確立され
ており、導波路型光分岐器、光合分波器等の受動デバイ
スに実用化されている。[0003] On the other hand, with respect to the quartz-based optical waveguide fabrication technology, a flame deposition method (FHD: Flame Hydrolysis Depositio) is used.
n) and monosilane (SiH 4 ) based atmospheric pressure CVD (Chemic
al Vapor Deposition), plasma CVD, TEOS
(Tetraethoxy Silane)-A technique such as a CVD method has been established, and has been put to practical use in passive devices such as a waveguide type optical splitter and an optical multiplexer / demultiplexer.
【0004】また、上述のパッシブアライメント技術と
組み合わせたPLC(Planar Lightwave Circuit)プラ
ットフォームについては、加入者系の光デバイスのロー
コスト化に向けて活発に研究が進められている。この技
術は、各種光デバイスの集積化と無調芯化を実現するこ
とにより、ローコスト化を目指すもので、特に無調芯化
は実装コストを下げる最も重要な要素技術と考えられて
いる。[0004] Further, research on a PLC (Planar Lightwave Circuit) platform combined with the above-described passive alignment technology is actively being conducted to reduce the cost of a subscriber optical device. This technology aims at low cost by realizing integration and non-alignment of various optical devices. In particular, non-alignment is considered to be the most important elemental technology for reducing mounting cost.
【0005】また、光ファイバと光導波路の無調芯実装
のための、光ファイバ搭載用V溝と光導波路のコア部の
高精度パターニング技術については、例えば特開平9−
133828号公報に開示されている。この技術の概要
は、V溝パターンと光導波路のコア部のパターニングを
同一のマスクを用いて行い、その作製精度を向上させよ
うとするものである。[0005] In addition, a high-precision patterning technique for a V-groove for mounting an optical fiber and a core portion of the optical waveguide for alignment-free mounting of the optical fiber and the optical waveguide is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-90.
No. 133828. The outline of this technique is to perform patterning of the V-groove pattern and the core portion of the optical waveguide using the same mask to improve the manufacturing accuracy.
【0006】また、光導波路と光半導体素子搭載用電極
もしくは位置決め用マーカーの高精度パターニング技術
については、これまでに様々な提案がなされているが、
未だ十分な位置決め精度が得られたという報告はない
(例えば、信学技報OPE96−9、「Siブロックフ
ァイバガイドを用いたWDM光送受信モジュール」等を
参照)。Various proposals have been made on high-precision patterning techniques for an optical waveguide and an electrode for mounting an optical semiconductor element or a positioning marker.
There is no report that sufficient positioning accuracy has been obtained yet (for example, see IEICE Technical Report OPE96-9, “WDM optical transceiver module using Si block fiber guide”).
【0007】従って、光ファイバと光導波路を無調芯で
高精度にパッシブアライメントが行えても、光導波路と
光半導体素子との接続について十分な精度が得られなけ
れば本方式を用いるメリットが低減する。Therefore, even if passive alignment can be performed with high accuracy without alignment between the optical fiber and the optical waveguide, the advantage of using this method is reduced if sufficient accuracy is not obtained for the connection between the optical waveguide and the optical semiconductor element. I do.
【0008】一方、光導波路と光半導体素子を高精度に
パッシブアライメントできる技術が確立されても、光フ
ァイバと光導波路との接続についても同時に高精度にパ
ッシブアライメントできる技術でなければ、同様に本方
式を用いるメリットが低減されてしまう。[0008] On the other hand, even if a technique capable of high-accuracy passive alignment of an optical waveguide and an optical semiconductor element has been established, the connection between an optical fiber and an optical waveguide must also be highly accurate at the same time unless the technique is capable of high-precision passive alignment. The merit of using the method is reduced.
【0009】そこで、本発明では光ファイバ、光導波
路、及び光半導体素子を無調芯で高精度にパッシブアラ
イメントが可能な、光デバイス実装用基板及びそれを用
いた光モジュールを提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical device mounting substrate and an optical module using the same, which are capable of performing passive alignment with high accuracy and without alignment of an optical fiber, an optical waveguide, and an optical semiconductor element. And
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、本発明の光デバイス実装用基板は、光導波
路が形成された基板に、光ファイバが搭載される搭載溝
と、前記光ファイバと光結合される光導波路と、該光導
波路のコアと光結合される発光又は受光する光素子が搭
載される電極パターンと、前記光導波路のコア中心軸に
対し上方へ所定距離隔てた位置に上面を有する複数のマ
ーカーとを設け、これら複数のマーカー及び前記電極パ
ターン上に前記光素子を位置決め載置するように成した
ことを特徴とする。According to the present invention, there is provided an optical device mounting board according to the present invention, comprising: a mounting groove on which an optical fiber is mounted on a substrate on which an optical waveguide is formed; An optical waveguide optically coupled to the optical fiber, an electrode pattern on which a light emitting or receiving optical element optically coupled to the core of the optical waveguide is mounted, and a predetermined distance upward from a central axis of the core of the optical waveguide. A plurality of markers having upper surfaces at positions are provided, and the optical element is positioned and mounted on the plurality of markers and the electrode pattern.
【0011】また、本発明の光デバイス実装用基板の製
造方法は、基板に、光ファイバが搭載される搭載溝と、
前記光ファイバと光結合される光導波路と、該光導波路
のコアと光結合される発光又は受光する光素子が搭載さ
れる電極パターンと、前記光導波路のコア中心軸に対し
所定距離隔てた位置に形成される光素子位置決め用のマ
ーカーとを備えた光デバイス実装用基板の製造方法であ
って、基板の一主面に、前記光導波路の下部クラッド層
を形成する工程と、該下部クラッド層上の所定領域に下
部クラッド層より屈折率が高い高屈折率層を形成する工
程と、該高屈折率層上に前記搭載溝を形成するための開
口パターン、前記光導波路のコアを形成するためのコア
パターン、及び前記マーカーを形成するためのマーカパ
ターンを有するマスクパターンを形成する工程と、該マ
スクパターンを用いて前記光導波路、前記光素子が搭載
される電極パターン、前記マーカー、及び前記搭載溝を
それぞれ形成する工程とを含むことを特徴とする。Further, the method of manufacturing an optical device mounting substrate according to the present invention comprises the steps of:
An optical waveguide optically coupled to the optical fiber, an electrode pattern on which a light emitting or receiving optical element optically coupled to the core of the optical waveguide is mounted, and a position separated by a predetermined distance from a central axis of the core of the optical waveguide. Forming a lower cladding layer of the optical waveguide on one main surface of the substrate, comprising: a step of forming a lower cladding layer of the optical waveguide on one principal surface of the substrate; Forming a high-refractive-index layer having a higher refractive index than the lower cladding layer in the upper predetermined region, forming an opening pattern for forming the mounting groove on the high-refractive-index layer, and forming a core of the optical waveguide; Forming a mask pattern having a core pattern and a marker pattern for forming the marker, and using the mask pattern to form the optical waveguide and an electrode pattern on which the optical element is mounted. Characterized in that it comprises a step of forming the marker, and the mounting groove, respectively.
【0012】また、本発明の光モジュールは、基板上に
前記光導波路に光結合される光ファイバ及び光素子を配
設して成る。An optical module according to the present invention comprises an optical fiber and an optical element which are optically coupled to the optical waveguide on a substrate.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明に係わる光モジュールの一
実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。ま
ず、図1,図2(a)に示すように、シリコン単結晶等
の基板1を用意し、図2(b)に示すように例えば厚み
約30μm の下部クラッド層3を火炎堆積法や各種CV
D法等により形成する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of an optical module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, as shown in FIGS. 1 and 2 (a), a substrate 1 made of silicon single crystal or the like is prepared, and as shown in FIG. 2 (b), a lower clad layer 3 having a thickness of, for example, about 30 μm is formed by a flame deposition method or various other methods. CV
It is formed by the D method or the like.
【0014】次に、図2(c)に示すように、この下部
クラッド層3上に、下部クラッド層3より屈折率の大き
な高屈折率層であるコア層4を形成する。この場合、燐
(P)、ホウ素(B)、フッ素(F)及びゲルマニウム
(Ge)等をシリカ(SiO2 )に添加することによ
り、下部クラッド層3の屈折率を下げ、コア層4に通常
のSiO2 を用いる方法と、下部クラッド層3に通常の
SiO2 を用いて、コア層4にP、Ge、アルミニウム
(Al)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、砒素
(As)またはエルビウム(Er)等から選んだ1種以
上の材料をSiO2に添加して、コア層4の屈折率を上
げる方法等が考えられる。Next, as shown in FIG. 2C, a core layer 4 which is a high refractive index layer having a higher refractive index than the lower clad layer 3 is formed on the lower clad layer 3. In this case, phosphorus (P), boron (B), fluorine (F), germanium (Ge), or the like is added to silica (SiO 2 ) to lower the refractive index of the lower cladding layer 3, and to add a method of using a SiO 2 of, using conventional SiO 2 in the lower cladding layer 3, P to the core layer 4, Ge, aluminum (Al), titanium (Ti), tantalum (Ta), arsenic (as) or erbium A method of adding one or more materials selected from (Er) to SiO 2 to increase the refractive index of the core layer 4 is considered.
【0015】次に、図3及び図4(a),図5(a),
図6(a),7(a)に示すように、コア層4上にコア
層表面を露出させた開口部6aを有する光ファイバの搭
載溝であるV溝を形成するためのV溝形成用パターン6
と、光導波路のコア部を形成させるためのコア部形成用
パターン5と、光半導体素子等の光素子を搭載させるた
めの電極パターン(不図示)及び/または光素子を位置
決め配置させる際の基準点として用いる複数の位置決め
用マーカー7とを形成させるためのパターンが設けられ
た一枚のフォトマスク(自己整合マスク)を用いてパタ
ーニングを行う。Next, FIGS. 3 and 4 (a), FIG. 5 (a),
As shown in FIGS. 6A and 7A, a V-groove forming groove for forming a V-groove which is a mounting groove of an optical fiber having an opening 6a on the core layer 4 with the surface of the core layer exposed. Pattern 6
A core part forming pattern 5 for forming a core part of an optical waveguide, an electrode pattern (not shown) for mounting an optical element such as an optical semiconductor element, and / or a reference for positioning and arranging the optical element. Patterning is performed using one photomask (self-aligned mask) provided with a pattern for forming a plurality of positioning markers 7 used as points.
【0016】この場合、コア層4上に形成させるマスク
パターン5,6,7の材料としては、後記するコア(導
波路コア)を形成する際のRIEのドライエッチングの
マスクとなる、アモルファスシリコンやタングステンシ
リサイド(WSi)等の耐エッチング性に良好な材料と
する必要がある。In this case, the material of the mask patterns 5, 6, and 7 formed on the core layer 4 may be amorphous silicon or RIE dry mask for forming a core (waveguide core) described later. It is necessary to use a material having good etching resistance such as tungsten silicide (WSi).
【0017】次に、マスクパターン5,6,7を用い
て、導波路コア部のコア層4を除く領域の層をドライエ
ッチングにより除去し、図4(b),図5(b),図6
(b),図7(b)に示すように、マスクパターンのう
ちコア層4上のコア部形成用パターン5のみをエッチン
グ除去した後、図4(c),図5(c),図6(c),
図7(c)に示すように、上部クラッド層8を形成す
る。Next, by using the mask patterns 5, 6, and 7, the layers other than the core layer 4 in the waveguide core portion are removed by dry etching, and the layers shown in FIGS. 4 (b), 5 (b) and 5 (b) are removed. 6
As shown in (b) and FIG. 7 (b), after only the core portion forming pattern 5 on the core layer 4 is removed by etching from the mask pattern, FIGS. 4 (c), 5 (c) and 6 (C),
As shown in FIG. 7C, the upper cladding layer 8 is formed.
【0018】ここで、マスクパターン6,7を基板1上
に残留させたまま上部クラッド層8を形成する必要があ
るため、上部クラッド層8の成膜方法としては、これら
残留させるマスクパターンに影響を及ぼさないような低
温の成膜プロセスが望ましい。例えば、TEOS−CV
D法等の成膜法を用いれば、350〜400℃程度の低
温で、しかも非常に高速に成膜ができるため、本方式に
は好適である。なお、導波損失低減のために、成膜後8
00℃程度の熱処理を行う必要があるが、成膜後である
ため、金属膜に対する影響は極めて小さくなり大きな問
題は生じない。Here, since it is necessary to form the upper cladding layer 8 with the mask patterns 6 and 7 remaining on the substrate 1, the method of forming the upper cladding layer 8 may affect the remaining mask patterns. It is desirable to use a low-temperature film forming process that does not affect the film formation. For example, TEOS-CV
When a film forming method such as the method D is used, the film can be formed at a low temperature of about 350 to 400 ° C. and at a very high speed, and thus is suitable for this method. In order to reduce the waveguide loss, 8
Although heat treatment at about 00 ° C. needs to be performed, the influence on the metal film is extremely small since the film is formed, and no major problem occurs.
【0019】次に、図4(d),図5(d),図6
(d),図7(d)に示すように、光導波路部分のみ
を、前述と同様のマスクパターンを用いてカバーし、上
部クラッド層8及び、V溝形成用パターン6及び光半導
体素子搭載用の電極パターン形成部、またはマーカー7
を残し、基板表面まで、公知の技術を用いて下部クラッ
ド層をドライエッチングする。その後、図4(e),図
5(e),図6(e),図7(e)に示すように、Cr
/AuやTi/Pt/Au等の電極パターン(及び、実
装用半田パターン(図示せず))を形成し、電極及び導
波路を含む基板表面を保護膜で覆い、KOH溶液または
EDP(Ethylene Diamine Pyrocatechol )溶液等を用
いて、図4(f),図5(f),図6(f),図7
(f)に示すように、V溝部の異方性エッチングを行
い、搭載溝であるV溝10を形成し、その後にダイシン
グによりファイバストッパ溝11の形成も行う。このよ
うにして、図8に示すような光デバイス実装用基板Sを
作製することができる。また、図9に示すように、この
光デバイス実装用基板S上に、光ファイバF、及び半導
体レーザやフォトダイオード等の光素子Dを搭載した光
モジュールMを提供することができ、それぞれの光デバ
イスが基板上に高精度に位置決めされることになる。Next, FIG. 4 (d), FIG. 5 (d), FIG.
(D), as shown in FIG. 7 (d), only the optical waveguide portion is covered by using the same mask pattern as described above, and the upper cladding layer 8, the V-groove forming pattern 6, and the optical semiconductor element mounting are covered. Electrode pattern forming part or marker 7
And dry etching the lower cladding layer to the substrate surface using a known technique. Thereafter, as shown in FIG. 4 (e), FIG. 5 (e), FIG. 6 (e), and FIG.
/ Au or Ti / Pt / Au electrode pattern (and solder pattern (not shown) for mounting) is formed, the surface of the substrate including the electrodes and the waveguide is covered with a protective film, and KOH solution or EDP (Ethylene Diamine) is used. 4 (f), FIG. 5 (f), FIG. 6 (f), FIG.
As shown in (f), the V-groove portion is anisotropically etched to form a V-groove 10 as a mounting groove, and thereafter, a fiber stopper groove 11 is also formed by dicing. Thus, the optical device mounting substrate S as shown in FIG. 8 can be manufactured. Further, as shown in FIG. 9, an optical module M in which an optical fiber F and an optical element D such as a semiconductor laser or a photodiode are mounted on the optical device mounting substrate S can be provided. The device will be positioned on the substrate with high precision.
【0020】光デバイス実装用基板S上における光ファ
イバと光素子との位置関係を図10,図11に示す。V
溝10上に搭載した時の光ファイバFのコア13の位置
や光素子Dの位置決めマーカーパターン7上に光素子D
を搭載した時の活性層14の位置、光素子Dのマーカー
載置面と活性層14との距離dを基準として、クラッド
層等の各成膜層の厚さ及びV溝幅を予め計算により求め
てパターンの設計を行えば、高さ方向及び水平方向共に
高精度な位置決めを簡便に実現することができる。この
場合、電気的な接続については半田バンプ12等の高さ
を稼げる材料で接続するとよい。FIGS. 10 and 11 show the positional relationship between the optical fiber and the optical element on the optical device mounting substrate S. FIG. V
The position of the core 13 of the optical fiber F when mounted on the groove 10 and the position of the optical element D on the positioning marker pattern 7 of the optical element D
The thickness of each film-forming layer such as a cladding layer and the V-groove width are calculated in advance based on the position of the active layer 14 at the time of mounting and the distance d between the marker mounting surface of the optical element D and the active layer 14. If the pattern is determined and designed, high-precision positioning in both the height direction and the horizontal direction can be easily realized. In this case, the electrical connection is preferably made of a material that can increase the height of the solder bump 12 or the like.
【0021】次に、他の実施形態について図面に基づき
説明する。まず、図12,図13(a)に示すようにシ
リコン単結晶等の基板1を用意し、水酸化カリウム水溶
液等のアルカリエッチング液を用いた異方性エッチング
により、基板1上に深さ約5μm 程度の凹部2を形成し
た後、この凹部を完全に埋め込むべく、図13(b)に
示すように厚み約30μm の下部クラッド層3を火炎堆
積法や各種CVD法等により形成する。Next, another embodiment will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIGS. 12 and 13 (a), a substrate 1 of silicon single crystal or the like is prepared, and anisotropic etching using an alkaline etching solution such as an aqueous solution of potassium hydroxide is performed on the substrate 1 to a depth of about 1 mm. After the recess 2 having a thickness of about 5 μm is formed, a lower cladding layer 3 having a thickness of about 30 μm is formed by a flame deposition method or various CVD methods as shown in FIG.
【0022】次に、基板1上に後記する光素子を搭載す
る際の高さ基準面を形成するために、基板1の表面の平
坦化を研磨またはエッチング等により行い、基板1の表
面の一部を露出させる。Next, in order to form a height reference plane for mounting an optical element described later on the substrate 1, the surface of the substrate 1 is flattened by polishing, etching, or the like. Expose the part.
【0023】さらに、図13(c)に示すように、この
下部クラッド層3上に、下部クラッド層3より屈折率の
大きなコア層4を形成する。この場合、上述の実施形態
と同様にP,B,F及びGe等をSiO2 に添加するこ
とにより、下部クラッド層3の屈折率を下げ、コア層4
に通常のSiO2 を用いる方法と、下部クラッド層3に
通常のSiO2 を用いて、コア層4にP,Ge,Al,
Ti,Ta,AsまたはEr等から選んだ1種以上の材
料をSiO2 に添加して、コア層4の屈折率を上げる方
法等が考えられる。Further, as shown in FIG. 13C, a core layer 4 having a larger refractive index than the lower clad layer 3 is formed on the lower clad layer 3. In this case, the refractive index of the lower cladding layer 3 is reduced by adding P, B, F, Ge, and the like to SiO 2 , as in the above-described embodiment.
Using the method of using a conventional SiO 2, a conventional SiO 2 in the lower cladding layer 3, P to the core layer 4, Ge, Al,
A method of increasing the refractive index of the core layer 4 by adding at least one material selected from Ti, Ta, As, Er or the like to SiO 2 may be considered.
【0024】そして、上述の実施形態と同様にして(図
3、図4(a)〜(f)、図5(a)〜(f)、図6
(a)〜(f)、図7(a)〜(f)を参照)、光デバ
イス実装用基板及び光モジュールを完成することができ
る。Then, in the same manner as in the above embodiment (FIGS. 3, 4 (a) to (f), FIGS. 5 (a) to (f), FIG.
(Refer to (a) to (f) and FIGS. 7 (a) to (f)), the optical device mounting substrate and the optical module can be completed.
【0025】ここで、光デバイス実装用基板S上におけ
る光ファイバと光素子との位置関係を図14,図15に
示す。V溝10上に搭載した時の光ファイバFのコア1
3の位置や光素子Dの位置決めマーカーパターン7上に
光素子Dを搭載した時の活性層14の位置、光素子Dの
マーカー載置面と活性層14との距離dを基準として、
クラッド層等の各成膜層の厚さ及びV溝幅を予め計算に
より求めて自己整合マスクのパターン設計を行えば、高
さ方向及び水平方向共に高精度な位置決めを簡便に実現
することができる。この場合、電気的な接続について
は、Au/Sn等の多層半田等を用い接続を行うことが
でき、マーカーの高さ精度は必要ない。またこれによ
り、基板(シリコン基板)の放熱効果も有効に生かすこ
とができる。Here, the positional relationship between the optical fiber and the optical element on the optical device mounting board S is shown in FIGS. Core 1 of optical fiber F when mounted on V-groove 10
3, the position of the active layer 14 when the optical element D is mounted on the positioning marker pattern 7 of the optical element D, and the distance d between the marker mounting surface of the optical element D and the active layer 14,
If the thickness of each film forming layer such as the cladding layer and the V-groove width are obtained in advance by calculation and the pattern design of the self-alignment mask is performed, highly accurate positioning in both the height direction and the horizontal direction can be easily realized. . In this case, the electrical connection can be made using a multilayer solder such as Au / Sn or the like, and the height accuracy of the marker is not required. This also makes it possible to effectively utilize the heat radiation effect of the substrate (silicon substrate).
【0026】なお、上記実施の形態では直線導波路の場
合について説明したが、光分岐結合器や光合分波器等で
あってもよく、また光素子もこのような分岐した導波路
に対応すべく受光素子及び/又は発光素子の複数を位置
決め載置するようにしてもよく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で適宜変更し実施が可能である。In the above embodiment, the case of a straight waveguide has been described. However, an optical branching coupler, an optical multiplexer / demultiplexer, or the like may be used, and the optical element also corresponds to such a branched waveguide. For this purpose, a plurality of light receiving elements and / or light emitting elements may be positioned and mounted, and can be appropriately modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明によれば、搭載溝パターンと、光
導波回路のコア部を形成するパターンと、光半導体素子
を高精度に搭載するための電極パターンまたは位置決め
マーカーパターンを同一マスクにて形成することによ
り、各パターンの精度及び位置ずれ精度が向上し、光軸
及び基板に垂直な方向の位置決めと、水平方向の位置決
めとを高精度に行うことが可能な優れた光デバイス実装
用基板を提供できる。According to the present invention, the mounting groove pattern, the pattern for forming the core of the optical waveguide circuit, and the electrode pattern or positioning marker pattern for mounting the optical semiconductor element with high precision are formed using the same mask. By being formed, the precision of each pattern and the displacement accuracy are improved, and an excellent optical device mounting substrate capable of performing high-precision positioning in the direction perpendicular to the optical axis and the substrate and in the horizontal direction. Can be provided.
【0028】これにより、従来時間を要していた実装工
程が大幅に簡略化され、なおかつ高精度な位置決めが可
能となるため、実装時の過剰損失を抑えることができ、
低コストでかつ低損失な光モジュール(ハイブリッド光
集積モジュール)を提供できる。This greatly simplifies the mounting process, which previously required a long time, and enables highly accurate positioning, so that excessive loss during mounting can be suppressed.
An optical module (hybrid optical integrated module) with low cost and low loss can be provided.
【0029】また、光導波回路の形成を低温プロセスで
行うことができ、基板材料と導波路作製材料の熱膨張係
数差に起因する、基板のそりや不必要な残留応力がなく
なるため、上述した高精度な位置関係が保たれ、なおか
つ光導波回路のPDL(偏波依存性損失)等の各種特性
への悪影響を極力回避することができる。Further, the optical waveguide circuit can be formed by a low-temperature process, and the warpage and unnecessary residual stress of the substrate due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate material and the waveguide forming material are eliminated. A highly accurate positional relationship is maintained, and adverse effects on various characteristics such as PDL (polarization dependent loss) of the optical waveguide circuit can be avoided as much as possible.
【図1】本発明に係る一実施形態を説明するための基板
の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a substrate for explaining an embodiment according to the present invention.
【図2】(a)〜(c)はそれぞれ本発明に係る一実施
形態の製造工程を説明するための図1におけるX−X線
断面図である。FIGS. 2 (a) to 2 (c) are cross-sectional views taken along line XX in FIG. 1 for explaining manufacturing steps of one embodiment according to the present invention.
【図3】本発明に係る一実施形態を説明するための基板
の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a substrate for explaining an embodiment according to the present invention.
【図4】(a)〜(d)はそれぞれ本発明に係る一実施
形態の製造工程を説明するための図3におけるA−A線
断面図である。4 (a) to 4 (d) are cross-sectional views taken along line AA in FIG. 3 for explaining manufacturing steps of one embodiment according to the present invention.
【図5】(a)〜(d)はそれぞれ本発明に係る一実施
形態の製造工程を説明するための図3におけるB−B線
断面図である。5 (a) to 5 (d) are cross-sectional views taken along the line BB in FIG. 3 for explaining manufacturing steps of one embodiment according to the present invention.
【図6】(a)〜(d)はそれぞれ本発明に係る一実施
形態の製造工程を説明するための図3におけるC−C線
断面図である。6 (a) to 6 (d) are cross-sectional views taken along the line CC in FIG. 3 for explaining manufacturing steps of one embodiment according to the present invention.
【図7】(a)〜(d)はそれぞれ本発明に係る一実施
形態の製造工程を説明するための図3におけるD−D線
断面図である。7 (a) to 7 (d) are cross-sectional views taken along the line DD in FIG. 3 for explaining manufacturing steps of one embodiment according to the present invention.
【図8】本発明に係る光デバイス実装用基板の一実施形
態を説明するための斜視図である。FIG. 8 is a perspective view for explaining an embodiment of an optical device mounting substrate according to the present invention.
【図9】本発明に係る光モジュールの一実施形態を説明
するための斜視図である。FIG. 9 is a perspective view illustrating an embodiment of the optical module according to the present invention.
【図10】本発明に係る光モジュールの一実施形態にお
いて光ファイバのコアとコア層との位置関係を示す断面
図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a positional relationship between a core and a core layer of an optical fiber in one embodiment of the optical module according to the present invention.
【図11】本発明に係る光モジュールの一実施形態にお
いて光素子の光活性層とマーカーとの位置関係を示す断
面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a positional relationship between a photoactive layer of an optical element and a marker in one embodiment of the optical module according to the present invention.
【図12】本発明に係る他の実施形態を説明するための
基板の平面図である。FIG. 12 is a plan view of a substrate for explaining another embodiment according to the present invention.
【図13】(a)〜(c)はそれぞれ本発明に係る他の
実施形態の製造工程を説明するための図12におけるY
−Y線断面図である。FIGS. 13 (a) to 13 (c) each illustrate a manufacturing process according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along line -Y.
【図14】本発明に係る光モジュールの他の実施形態に
おいて光ファイバのコアとコア層との位置関係を示す断
面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a positional relationship between an optical fiber core and a core layer in another embodiment of the optical module according to the present invention.
【図15】本発明に係る光モジュールの他の実施形態に
おいて光素子の光活性層とマーカーとの位置関係を示す
断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a positional relationship between a marker and a photoactive layer of an optical element in another embodiment of the optical module according to the present invention.
1:基板 2:凹部 3:下部クラッド層 4:コア層 5,6,7:マスクパターン 8:上部クラッド層 9:電極パターン 10:搭載溝(V溝) D:光素子 F:光ファイバ W:光導波路 S:光デバイス実装用基板 M:光モジュール 1: substrate 2: concave portion 3: lower cladding layer 4: core layer 5, 6, 7: mask pattern 8: upper cladding layer 9: electrode pattern 10: mounting groove (V groove) D: optical element F: optical fiber W: Optical waveguide S: Optical device mounting substrate M: Optical module
Claims (3)
バが搭載される搭載溝と、前記光ファイバと光結合され
る光導波路と、該光導波路のコアと光結合される発光又
は受光する光素子が搭載される電極パターンと、前記光
導波路のコア中心軸に対し上方へ所定距離隔てた位置に
上面を有する複数のマーカーとを設け、これら複数のマ
ーカー及び前記電極パターン上に前記光素子を位置決め
載置するように成したことを特徴とする光デバイス実装
用基板。1. A substrate on which an optical waveguide is formed, a mounting groove on which an optical fiber is mounted, an optical waveguide optically coupled to the optical fiber, and light emission or light reception optically coupled to a core of the optical waveguide. An electrode pattern on which an optical element is mounted; and a plurality of markers having an upper surface at positions spaced apart from the core axis of the optical waveguide by a predetermined distance, and the optical element is provided on the plurality of markers and the electrode pattern. A substrate for mounting an optical device, wherein the substrate is positioned and mounted.
と、前記光ファイバと光結合される光導波路と、該光導
波路のコアと光結合される発光又は受光する光素子が搭
載される電極パターンと、前記光導波路のコア中心軸に
対し所定距離隔てた位置に形成される光素子位置決め用
のマーカーとを備えた光デバイス実装用基板の製造方法
であって、 基板の一主面に、前記光導波路の下部クラッド層を形成
する工程と、該下部クラッド層上の所定領域に下部クラ
ッド層より屈折率が高い高屈折率層を形成する工程と、
該高屈折率層上に前記搭載溝を形成するための開口パタ
ーン、前記光導波路のコアを形成するためのコアパター
ン、及び前記マーカーを形成するためのマーカパターン
を有するマスクパターンを形成する工程と、該マスクパ
ターンを用いて前記光導波路、前記光素子が搭載される
電極パターン、前記マーカー、及び前記搭載溝をそれぞ
れ形成する工程とを含むことを特徴とする光デバイス実
装用基板の製造方法。2. A mounting groove on which an optical fiber is mounted, an optical waveguide optically coupled to the optical fiber, and an optical element for emitting or receiving light, which is optically coupled to a core of the optical waveguide, is mounted on the substrate. An optical device mounting substrate manufacturing method comprising: an electrode pattern; and an optical element positioning marker formed at a predetermined distance from a core center axis of the optical waveguide. Forming a lower cladding layer of the optical waveguide, and forming a high refractive index layer having a higher refractive index than the lower cladding layer in a predetermined region on the lower cladding layer,
Forming an opening pattern for forming the mounting groove on the high refractive index layer, a core pattern for forming a core of the optical waveguide, and a mask pattern having a marker pattern for forming the marker; and Forming the optical waveguide, the electrode pattern on which the optical element is mounted, the marker, and the mounting groove, respectively, using the mask pattern.
路に光結合される光ファイバ及び光素子を配設して成る
光モジュール。3. An optical module comprising: an optical fiber optically coupled to the optical waveguide; and an optical element disposed on the substrate according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35831497A JPH11190811A (en) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | Substrate for optical device mounting and its manufacture and optical module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35831497A JPH11190811A (en) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | Substrate for optical device mounting and its manufacture and optical module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11190811A true JPH11190811A (en) | 1999-07-13 |
Family
ID=18458661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35831497A Pending JPH11190811A (en) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | Substrate for optical device mounting and its manufacture and optical module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11190811A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004109425A (en) * | 2002-09-18 | 2004-04-08 | Hitachi Chem Co Ltd | Method for manufacturing optical waveguide device |
KR100478800B1 (en) * | 2001-12-04 | 2005-03-25 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | Optical package substrate, and optical device and module using this optical package substrate |
US7021832B2 (en) | 2003-08-26 | 2006-04-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module with a coupling member having an elliptic outer shape for coupling an optical device thereto |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35831497A patent/JPH11190811A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100478800B1 (en) * | 2001-12-04 | 2005-03-25 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | Optical package substrate, and optical device and module using this optical package substrate |
JP2004109425A (en) * | 2002-09-18 | 2004-04-08 | Hitachi Chem Co Ltd | Method for manufacturing optical waveguide device |
US7021832B2 (en) | 2003-08-26 | 2006-04-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module with a coupling member having an elliptic outer shape for coupling an optical device thereto |
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