JPH11307878A

JPH11307878A - 光入出力素子アレイ装置の製造法

Info

Publication number: JPH11307878A
Application number: JP11632598A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Shimizu; 正文清水
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-05
Anticipated expiration: 2018-04-27
Also published as: JP3510479B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光入出力素子アレイ装置のコストを概略１／
ｍｎ倍に低減する。また、光入出力素子アレイ装置に高
密度に光素子を配列する。【解決手段】第１の基板上に、光入出力素子アレイ装
置の素子配列の間隔よりも小さな配列間隔で光素子を形
成し、前記第１の基板上の光素子のうち、光入出力素子
アレイ装置の素子配列の配列間隔に対応した光素子を光
入出力素子アレイ装置基板に選択的に転写配列すること
により、光入出力素子アレイ装置を製造する。ここで、
前記第１の基板上に形成する光素子配列間隔ｄｒ、ｄｓ
を、光入出力素子アレイ装置の素子配列の横、縦の配列
間隔ｄｘ、ｄｙを２以上の自然数ｍ、ｎで除したｄｘ／
ｍ、ｄｙ／ｎの間隔とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一つの基板上に受
光素子群及び／又は発光素子群を並列に二次元配列した
光入出力素子アレイ装置の製造方法に関し、この光入出
力素子アレイ装置は複数本の光ファイバなどを束ねて構
成される二次元光学系によって、二次元の光信号を入力
及び／又は出力できるシステムに用いられる。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高集積化、高速化、大容量化に
ともなって、電気配線に起因する信号遅延や帯域制限、
配線間の電磁干渉等の問題が深刻化している。光配線を
用いた並列光接続技術は、その特長である空間並列性、
超高速性、無誘電性等の性質からこれらの問題を解決す
る重要な技術である。

【０００３】光配線を用いた並列光接続技術として、複
数本の光ファイバなどを束ねて構成される二次元光学系
によって並列に二次元の光信号を入力及び／又は出力す
るシステム及びこのシステムに用いられる光入出力素子
アレイ装置の構成が、例えば特開平８−２８８５４０号
公報等に開示されている。

【０００４】この従来例１は、発光素子アレイ及び受光
素子アレイと、駆動回路及び受信回路を同一ＧａＡｓ基
板上に空間的に分離した状態で一体化形成した構造を示
し、光ファイバによりインターコネクトするものであ
る。この従来例では発光素子として面発光レーザ、受光
素子としてｐｉｎフォトダイオード、またはＭＳＭフォ
トダイオード、またはフォトトランジスタＨＰＴをそれ
ぞれ素子径２０μｍ、間隔２５０μｍ、２×２アレイに
配列した構成が示されている。

【０００５】図７（ａ）は受光素子としてｐｉｎフォト
ダイオードを、発光素子として面発光レーザを、駆動回
路及び受信回路としてｉ−ＧａＡｓ層によるＦＥＴ及び
抵抗等で構成した回路を採用している。図７において、
１１１は電極、１１２はＡＲコート、１１３はｐｉｎフ
ォトダイオード、１１４はＩｎＧａＰ層、１１５は第２
の光反射膜、１１６は第１の光反射膜、１１７はアース
電極、１１８はｐ−ＧａＡｓ基板、１１９はスペーサ
層、１２０はイオン注入領域、１２１はｉ−ＧａＡｓ
層、１２２はトランジスタ（ＦＥＴ）および抵抗等から
なる駆動回路及び受信回路、１２３は面発光レーザアレ
イ、１２４はアース端子、１２５はｐｉｎフォトダイオ
ードアレイである。この発入出力素子アレイ装置は、図
７（ｃ）に示すように、面発光レーザ１３０とｐｉｎフ
ォトダイオード１３１を光ファイバなどの光学系１３２
によって接続され、相互に二次元光接続が行われる。

【０００６】従来例１は、発光素子アレイ及び受光素子
アレイと、駆動回路及び受信回路を同一ＧａＡｓ基板上
に一体化形成した構造を特徴とするものであるが、発光
素子アレイ及び受光素子アレイを同一ＧａＡｓ基板上あ
るいはＩｎＰ基板上に一体化して混載形成することは原
理的に困難であり、さらに駆動回路及び受信回路も同一
ＧａＡｓ基板上に一体化形成することは、一層困難であ
る。また、ＧａＡｓ基板上に発光素子アレイ及び受光素
子アレイを空間的に分離して形成するから、ＧａＡｓ基
板が有効利用されていない部分が多くなる等の問題があ
る。さらに発光素子と受光素子を同一の基板上に同時形
成するためには積層構造が複雑となり、単独形成に比べ
て構造面での制約が多くなり、本来の性能を発揮できる
素子を製造するのが困難であること、また不良素子を除
去できないので集積素子数の増大につれて歩留まりが低
下すること、迷光の影響を受けにくくするため発光素子
と受光素子の各素子間を空間的に分離しようとするとチ
ップサイズが大きくなる等の問題がある。一般に化合物
半導体材料を使用する光入出力素子はＧａＡｓ基板等の
高価な基板を使用しているので、可能な限り効率的な構
成、生産方式を採用してコストダウンを図る必要があ
る。

【０００７】このような困難を解決するため、発光素子
アレイ及び受光素子アレイを別基板上にそれぞれ形成
し、これを回路基板に転写する方法がある。例えば、基
板から支持板へと、支持板からアレイ基板への２回の転
写工程を行うために、ＵＶ照射により剥離する性質をも
った、ＵＶ剥離接着剤をテープ両面に塗布したＵＶ剥離
両面テープを支持板の接着に使用する方法が、ＵＳＰ５
４３８２４１に開示されている。この公知の方法を図８
に示す。

【０００８】図８において、２８０は透明支持板、２８
２は両面ＵＶ剥離テープ、２０６はデバイス、２８４は
テープ、２８６はエポキシ樹脂、２８８は基板である。
この例においては、デバイス２０６を形成した基板全体
を除去した後、図８（ａ）に示すように、上から透明支
持板２８０、ＵＶ剥離両面テープ２８２、デバイス２０
６の構成を作成し、次に図８（ｂ）に示すように直接別
のテープ２８４の上、又は図８（ｃ）に示すように、エ
ポキシ樹脂２８６を塗布した基板２８８上に透明支持板
２８０側からＵＶ照射しつつ転写するものである。

【０００９】また、上記ＵＳＰ５４３８２４１は、比較
的密に形成したデバイスを回路基板に比較的疎に配置し
直す転写方法として、図９に示す方法を開示している。
図９において、３０２はフィルム材料からなる伸縮性基
板、３０４はトランジスタまたは薄膜半導体等のデバイ
ス、３０６は伸縮軸Ｘ、３０８、３１２はスペース、３
１４は伸縮軸Ｙ、３１６は回路基板である。

【００１０】まず、図９（ａ）に示すように、デバイス
３０４を接着剤付きの伸縮性基板３０２に転写する。そ
の後、伸縮性基板３０２のフィルムの伸びを制御するた
めの装置を使用して、デバイス毎にデバイス間隔と位置
を、回路基板３１６のデバイス搭載位置をモニターしな
がら、最初に図９（ｂ）に示すように伸縮軸Ｘ３０６の
方向にスペース３０８を保つようにデバイス間隔を制御
し、次に図９（ｃ）に示すように伸縮軸Ｙ３１４の方向
にスペース３１２を保つように伸長してデバイス３０４
の位置決めを行う。その後デバイス３０４を回路基板３
１６に転写するものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例として図９
に示した手法は、デバイスを転写した樹脂フィルムの伸
縮によりデバイス間距離を制御する方法であるが、樹脂
フィルムの伸縮時の不動点（支点）がデバイスの接着面
のどこになるかによって、デバイス位置が最大でデバイ
スサイズ（≧２０ｍ）だけずれるという本質的な問題を
かかえているため、デバイス毎の精密位置制御が別途不
可欠となる。

【００１２】このように、少なくとも１ｍ程度の位置合
わせ精度が必要な出力素子アレイでは、デバイス毎の位
置計測と制御を含む位置合わせに多大な時間を要する
点、さらに熱膨張係数の大きな樹脂フィルムの転写では
位置決め前後の温度や応力変動により位置合わせ精度が
損なわれやすい点、のいずれの点においても量産技術と
して採用することには極めて大きな困難がある。

【００１３】本発明の目的は上記従来例の欠点である課
題を解決する低コストで作製が容易な光入出力素子アレ
イ装置の製造方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の光入出力素子アレイ装置の製造法は、第１の基板上
に、光入出力素子アレイ装置の素子配列の間隔よりも小
さな配列間隔で光素子を形成するプロセスと、前記第１
の基板上の光素子のうち、光入出力素子アレイ装置の素
子配列の配列間隔に対応した光素子を、光入出力素子ア
レイ装置基板に選択的に転写配列するプロセスと、を有
することを特徴とする。

【００１５】また、本発明の請求項２に記載の光入出力
素子アレイ装置の製造法は、前記第１の基板上に形成す
る光素子の配列間隔ｄｒ、ｄｓを、光入出力素子アレイ
装置の素子配列の横、縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙよりも小
さな配列間隔（ｄｘ≧ｄｒ、ｄｙ≧ｄｓ、ただし等号は
同時には成立しない）とすることを特徴とする。

【００１６】また、本発明の請求項３に記載の光入出力
素子アレイ装置の製造法は、前記第１の基板上に形成す
る素子の配列間隔ｄｒ、ｄｓを、光入出力素子アレイ装
置の素子配列の横、縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙを２以上の
自然数ｍ、ｎで除したｄｘ／ｍ、ｄｙ／ｎの間隔とする
ことを特徴とする。

【００１７】また、本発明の請求項４に記載の光入出力
素子アレイ装置の製造法は、前記光入出力素子アレイ装
置基板がシリコン基板であることを特徴とする。

【００１８】さらに、本発明の請求項５に記載の光入出
力素子アレイ装置の製造法は、前記光入出力素子アレイ
装置基板の光素子を選択的に転写配列する位置に凹部が
形成されていることを特徴とする。

【００１９】さらに、本発明の請求項６に記載の光入出
力素子アレイ装置の製造法は、第１の基板上に、光入出
力素子アレイ装置の素子配列の横、縦の配列間隔ｄｘ、
ｄｙよりも小さな配列間隔ｄｒ、ｄｓ（ｄｘ≧ｄｒ、ｄ
ｙ≧ｄｓ、ただし等号は同時には成立しない）で光素子
を形成するプロセスと、前記光素子を、紫外線に対して
透明な第２の基板に接着剤により張り付けるプロセス
と、前記第２の基板上の光素子のうち、光入出力素子ア
レイ装置の素子配列の配列間隔ｄｘ、ｄｙに対応した光
素子を、第２の基板に選択的に紫外線照射して、前記接
着剤の接着力を弱めて光入出力素子アレイ装置基板に転
写配列するプロセスと、を有することを特徴とする。

【００２０】また、本発明の請求項７に記載の光入出力
素子アレイ装置の製造法は、前記第１の基板上の光素子
を、フォトプロセス等の製造技術を利用して作製し、光
入出力素子アレイ装置基板への転写をマスクを利用して
行うことを特徴とする。本発明は、微細加工が要求され
る光素子を配列精度に優れたステッパやフォトリソ等の
製造技術を使用して、微細加工部分を一括して高密度に
効率よく稠密形成することと、あとの選択転写プロセス
で光入出力素子アレイ装置の素子配列に対応した疎な配
置を第１の基板上の素子配列精度に保存したまま、光入
出力素子アレイ装置基板の素子配列間隔に対応した光素
子のみをマスクを利用して、基板裏面からの選択光照射
による選択剥離を手段とすることで、光入出力素子アレ
イ装置基板に高精度素子配列を実現し、かつ実効的な生
産効率を大幅に改善し、コストダウンを可能とする。

【００２１】本発明では、第１の基板上に、光入出力素
子アレイ装置の素子配列の横、縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙ
よりも小さな配列間隔ｄｒ，ｄｓ（ここでｄｘ≧ｄｒ、
ｄｙ≧ｄｓ、ただし等号は同時に成立しない）、例えば
横、縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙを２より大なる自然数ｍ、
ｎで除したｄｘ／ｍ、ｄｙ／ｎの間隔で光素子を形成
し、従来の光素子を一対一で形成した場合に比べてｍ×
ｎ倍の高密度に稠密形成することができる。この第１の
基板上に稠密形成した光素子列を光入出力素子アレイ装
置基板に選択転写を行うことで、従来の光入出力素子ア
レイ装置のコストを概略１／ｍｎ倍に低減できる。これ
により転写プロセスの追加によりアレイコストがアップ
するという従来のコスト課題も解決できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の光入出力素子アレイ装置
の製造法は、最初に第１の基板上に剥離膜を形成した
後、公知の光素子（発光素子または受光素子）構造形成
プロセスを行ない、目的とする、光入出力素子アレイ装
置の素子配列の横、縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙよりも小さ
な配列間隔ｄｒ、ｄｓ、ここでｄｘ≧ｄｒ、ｄｙ≧ｄ
ｓ、ただし等号は同時に成立しない条件下、例えば配列
間隔ｄｘ、ｄｙを２以上の自然数ｍ、ｎで徐したｄｘ／
ｍ、ｄｙ／ｎの間隔で高密度に形成し、光素子を敷き詰
めた稠密構造を作製する。次にこの第１の基板を、第２
の光透過性基板にＵＶ剥離樹脂で張り付ける。第１の基
板を選択エッチング液により分離除去した後、素子分離
エッチングを行い、光素子を第２の基板上に孤立した状
態に形成する。駆動回路、受信回路、素子間配線等を光
素子の転写の前に予め形成した、光入出力素子アレイ装
置用の第３の基板であるシリコン基板に接着樹脂を塗布
し、この第３の基板をアライメントを行ないつつ第２の
基板に近接または貼り合わせる。そして、光入出力素子
アレイ装置の素子配列の間隔に対応した光素子のみを選
択的に剥離させるため、第２の基板の裏面からの選択的
紫外線照射による選択剥離を手段とする。

【００２３】同じく選択剥離の手段として、第３の基板
の、光素子を選択的に転写配列する位置に凹部が形成さ
れた構成とする。さらに好ましくは選択剥離の手段とし
て、第３の基板の、光素子を選択的に転写配列する位置
に接着樹脂が形成されていること、特に凹部を形成した
上でその位置のみに接着樹脂が形成されている構成とす
る。光素子は面発光半導体レーザ、発光ダイオードのよ
うな発光素子、フォトダイオード、フォトトランジスタ
のような受光素子を、それぞれの構造に応じて転写後の
配線が容易な構成とする。光素子に配線交差部を含むこ
とで選択転写工程後の素子配線接続プロセスを簡略化で
きる構成とする。

【００２４】（実施例）第１の基板にＧａＡｓ基板を用
いた場合の本発明の実施例を図１のプロセスフローに基
づいて説明する。図１において、１は第１の基板、２は
剥離層、３は光素子、４は素子分離溝、５は第２の基
板、６はＵＶ剥離樹脂、７は第３の基板、８は接着樹
脂、９は紫外線照射、１１は駆動簡略／受信回路、１
２、１３は素子電極配線、１４は出射又は照射窓、１
５、１６はマスクである。

【００２５】図１（ａ）に示す通り、第１の基板１、例
えばＧａＡｓ基板上に剥離層２としてＡｌＡｓあるいは
Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ（１≧ｘ≧０．５）を形成した後、公
知の光素子（発光素子または受光素子）構造の薄膜積層
を行い、ステッパやフォトプロセス及びエッチング工程
を含む公知の素子形成の薄膜製造技術プロセスを用いて
製造を行ない、稠密に素子を敷き詰めるように作製す
る。光素子の形成間隔ｄｒ，ｄｓは、目的とする光入出
力素子用アレイ装置の素子配列の配列間隔ｄｘ、ｄｙを
２以上の自然数ｍ、ｎで除した間隔ｄｒ（＝ｄｘ／
ｍ）、ｄｓ（＝ｄｙ／ｎ）で高密度に形成する。光素子
は個別チップごとに分断用の切り込みを形成し、素子分
離溝４を形成しておくのが望ましい。形成する光素子の
構造については以下の光素子の構造で述べる。

【００２６】次に、図１（ｂ）に示す通り、光透過性を
有する第２の基板５、例えばガラス基板に前記図１
（ａ）に示す素子形成済みの第１の基板１（ＧａＡｓ基
板）をＵＶ剥離樹脂６により、第１の基板１の素子形成
面を第２の基板５に対向させて張り付ける。ＵＶ剥離樹
脂６として、例えば特開昭６２−００１７７３号公報記
載の紫外線照射により再剥離性が与えられるような、粘
着剤成分に５官能以上の感光性モノマーと増感剤を配合
してなる、シリコーン（メタ）アクリレート添加のアク
リル系樹脂や、特開平４−０８９８７９号公報記載の紫
外線照射で接着力が低下するＵＶ硬化型粘着剤、即ち光
重合性モノマーと光重合性オリゴマーあるいはアクリル
系粘着剤と光重合性オリゴマーとを含有する粘着性組成
物に光重合開始剤を添加し、溶剤を用いて混合した混合
物が適当である。その後、図１（ｃ）に示す通り、第１
の基板１（ＧａＡｓ基板）を選択エッチング液（ＨＦ溶
液）により剥離層２で分離除去した後、素子分離エッチ
ングを行い、光素子を第２の基板５（ガラス基板）上に
孤立した状態に形成する。

【００２７】次に、図１（ｄ）に示す通り、予め駆動回
路／受信回路１１、素子間配線等を形成した、光入出力
素子アレイ装置用の第３の基板７を用意する。ただし、
図１（ｄ）〜（ｇ）では転写のプロセスフローを示すた
め転写前後に行う光素子と駆動回路／受信回路の素子間
信号配線、電源接続配線等は一部を除いて省略してあ
る。第３の基板７としてシリコン基板が適当であり、第
３の基板７の表面に接着樹脂８を塗布し、露光マスク１
５を用いてアライメントを行なって、紫外線照射９を行
い、次の工程で転写される光素子の搭載領域の接着樹脂
を半硬化し、他の領域の接着樹脂を未硬化とする。接着
樹脂８としては例えば特開平８−１５７２７号公報記載
のアクリレート系のＵＶ硬化樹脂、特開平６−１０２４
１０号公報記載の支持体と剥離層とパターン形成材料層
とからなる転写体の、前記パターン形成材料層にエキシ
マレーザ光を照射してパターンを形成する方法に用いら
れるＵＶ硬化エポキシ系樹脂、アクリル樹脂等を用いる
ことができる。

【００２８】この後、図１（ｅ）に示す通り、第２の基
板５を光素子が第３の基板７の表面に対向するように近
接または貼り合わせ、第２の基板５の裏面側から光入出
力素子アレイ装置を形成するのに必要な特定の素子領域
のＵＶ剥離樹脂だけに紫外線を選択的に照射する。特定
領域にのみ紫外線照射するため、露光マスク１６を使用
する。露光マスク１６は前記露光マスク１５と共用する
ことも可能である。紫外線１７が照射された部分のＵＶ
剥離樹脂６は、第２の基板５に対する光素子の密着性を
低減させる。一方、前記のように、紫外線照射により、
第３の基板上の光素子搭載領域の接着樹脂８だけが半硬
化され接着性を強化され、稠密形成されている光素子
が、ｍ個、ｎ個おきに第３の基板７に移し取られて行
く。このようにして、図１（ｆ）に示す通り、第３の基
板７の接着樹脂上への移し取り（＝転写接着）が完了す
る。未硬化の接着樹脂の部分には対応する第２の基板側
の光素子は転写されない。未硬化部の接着剤は洗浄等の
手段により後で除去する。

【００２９】そして、図１（ｇ）に示す通り、光入出力
素子アレイ装置用の第３の基板上に転写接着された光素
子に配線接続工程を行なう。

【００３０】上述の実施例では接着樹脂のＵＶ剥離の性
質を用いた転写を示したが、転写基板の上または下ある
いは両方から静電引力、電磁力を本発明に適用して選択
転写を行うことも可能である。

【００３１】第１の基板１から第２の基板５に転写後に
第１の基板を除去するプロセスとして、上記実施例では
ＧａＡｓ基板を使用する場合、剥離層として選択エッチ
ングが可能なＡｌＡｓ剥離層がＧａＡｓ基板と素子構造
との間に形成された構成を示したが、この場合ＡｌＡｓ
剥離層との選択性確保のため素子構成層Ａｌ_xＧａ_1-xＡ
ｓの組成ｘは０．５≧ｘ≧０となっていることが望まし
い。ＧａＡｓ基板の裏面から基板をエッチング除去する
場合、ＧａＡｓと格子定数を一致させることが可能で大
きな選択比がとれるＧａＩｎＰ層をエッチストッパー層
として使用することができる。

【００３２】複数の素子種により構成される光入出力素
子アレイ装置の場合は、素子種毎別々に形成した第１の
基板を用意し、それぞれ第２の基板上に転写したあとで
図１（ｄ）から図１（ｆ）に対応する第２の基板から第
３の基板の接着樹脂上への転写プロセスに従い第２の基
板を光素子を種類毎に一枚ずつアライメントしつつ、第
３の基板上への転写を繰り返すことで容易に形成が可能
である。すなわち素子種の数（＝第１の基板の枚数）だ
け繰り返してアライメントと素子写し取りを実施するこ
とで本発明の実施例１のフロー図と同じ手順で光入出力
素子アレイ装置を形成することができる。ここで、別の
方法として図２に示す通り、図１（ｄ）の工程において
第３の基板７に例えばＣＦ₄やＣＨＦ₃を用いたドライエ
ッチ（ＲＩＥ）により、光素子のチップが入るサイズの
凹部１０を形成しておき、この凹部にのみ予め接着樹脂
を塗布しておくことで転写が容易となる。

【００３３】（光素子の構造）本発明の光入出力素子ア
レイ装置に素子配列される光素子の構造について説明す
る。従来より光入出力素子アレイ装置に採用されている
光素子は、発光素子として、面発光半導体レーザ、発光
ダイオード等が使用され、受光素子としてフォトダイオ
ード、フォトトランジスタ等が使用されるが、本発明で
はいずれの場合も転写後の基板除去プロセスに対応する
ため、例えばＧａＡｓ基板上に形成する場合は、選択エ
ッチングが可能な構成として公知のＡｌＡｓ剥離層がＧ
ａＡｓ基板と素子構造との間に形成された構成を示す。

【００３４】図３（ａ）は本発明のＧａＡｓ基板上に形
成された面発光半導体レーザ素子の構成例の断面図、図
３（ｂ）は同平面図を示し、２１はＧａＡｓからなる第
１の基板、２２は下部分布反射ミラー層、２３は活性
層、クラッド層構造、２４は上部分布反射ミラー層、２
５はイオン注入素子分離層／側面反射層、２６はｎ型電
極、２７は絶縁層、２８はｐ型電極、２９はｐ型電極コ
ンタクトホール部、３０はｎ型電極コンタクトホール
部、３１は出射窓、３２はレーザ光である。

【００３５】図４（ａ）は本発明のＩｎＰ基板上に形成
されたｐｉｎフォトダイオード素子の構成例の断面図、
図４（ｂ）は同平面図を示す。４１は第１の基板（Ｉｎ
Ｐ基板）、４２はＮ−型緩衝層（ＩｎＰ層）、４３はＮ
−型光吸収層（ＩｎＧａＡｓ層）、４４はＮ−型窓層
（ＩｎＰ層）、４５はＰ＋型不純物拡散領域、４６はＮ
型電極、４７は絶縁膜、４８はＰ型電極、４９はＰ型電
極コンタクトホール部、５０はＮ型電極コンタクトホー
ル部、５１は入射窓、５２は入射光、５３は絶縁層であ
る。

【００３６】図５（ａ）は本発明のＧａＡｓ基板上に形
成された面発光半導体レーザと配線交差部を含む素子の
構成例の断面図、図５（ｂ）は同平面図を示す。特に本
構成の採用によりバイアホール等により予め三次元配線
が形成された基板上へ素子転写を行う場合、以降の配線
交差部形成が不要となり、転写工程以降の素子配線プロ
セスを大幅に簡略化できるメリットがある。図５（ａ）
（ｂ）において、６１は第１の基板（ＧａＡｓ基板）、
６２は下部分布反射ミラー層、６３は活性層、クラッド
層構造、６４は上部分布反射ミラー層、６５はイオン注
入素子分離層／側面反射層、６６はＮ型電極、６７は絶
縁膜、６８はＰ型電極、６９はＰ型電極コンタクトホー
ル部、７０はＮ型電極コンタクトホール部、７１は出射
窓、７２はレーザ光、７３は配線間絶縁膜である。いず
れの素子も基本プロセスは公知であるのでここでは説明
を省略する。

【００３７】（配線工程）本発明の選択転写後の配線接
続工程例について説明する。

【００３８】上記実施例のプロセスフローに従って光入
出力素子アレイ装置基板上に光素子の配列転写が終了し
た後、光入出力素子アレイ装置基板側に配線間絶縁膜と
して例えばポリイミド膜を用いた電極配線を形成し、配
線接続工程を行った後、光素子が配列された基板表面側
から光素子を被覆していた例えばシリコン窒化膜を電極
接続部のコンタクトホール部のみ穴開けエッチングを行
い、基板側の駆動回路、受信回路、素子間配線等と配線
接続工程を行い、光入出力素子アレイ装置を完成する。
この光入出力素子アレイ装置は、図７（ｃ）に示すよう
に光ファイバーなどの光学系によって接続され、相互に
二次元光接続が行われる。

【００３９】上記プロセスに従い、光入出力素子アレイ
装置の基板側と接続を行った構成例の平面図と断面図を
それぞれ図６（ａ）（ｂ）に示す。以上の実施例によれ
ば、光素子配列の横、縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙよりも小
さな配列間隔ｄｒ、ｄｓ、ここでｄｘ≧ｄｒ、ｄｙ≧ｄ
ｓ、ただし等号は同時に成立しない条件下、例えば横、
縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙを２以上の自然数ｍ、ｎで除し
たｄｘ／ｍ、ｄｙ／ｎの間隔とする素子列、すなわち能
動素子を従来の一対一で形成した場合に比べてｍ×ｎ倍
の高密度な素子列形成基板を用いてｍ×ｎ枚の光入出力
素子アレイ装置とする選択転写を行うことで従来の光入
出力素子アレイ装置のコストを概略１／ｍｎ倍に低減で
きる。これにより光入出力素子アレイ装置の製造コスト
の大幅な削減が可能な製造方法を提供することができ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
横、縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙよりも小さな配列間隔ｄ
ｒ、ｄｓ、ここでｄｘ≧ｄｒ、ｄｙ≧ｄｓ、ただし等号
は同時に成立しない条件下、例えば横、縦の配列間隔ｄ
ｘ、ｄｙを２以上の自然数ｍ、ｎで除したｄｘ／ｍ、ｄ
ｙ／ｎの間隔とする、すなわち能動素子を従来の一対一
で形成した場合に比べてｍ×ｎ倍の高密度に形成した素
子列を用いてｍ×ｎ枚の素子アレイとする選択転写を行
うことで、光入出力素子アレイ装置のコストを概略従来
の１／ｍｎ倍に低減できる。これにより転写プロセスの
追加により光入出力素子アレイ装置のコストがアップす
るという従来の課題を解決できる。

【００４１】本発明の構成により１０〜１００倍の密度
に光素子を一度に形成することが可能となり、従来の光
入出力素子アレイ装置のプロセスに比べて、設備のスル
ープットを実質的に１０〜１００倍程度向上させること
ができる。また光入出力素子アレイ装置の形成に要する
材料費も１／１０〜１／１００とできる。結果として光
入出力素子アレイ装置の製造コストの大幅な削減が可能
となる。さらに異なった基板上に形成された波長の異な
る光入出力素子アレイ装置の配列も可能となるためさら
に大容量化、高機能化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光入出力素子アレイ装置の製造法を工程順に示
すプロセスフローである。

【図２】別の実施例の製造法を説明する工程図である。

【図３】光入出力素子アレイ装置の構造を示す断面図と
平面図である。

【図４】発光素子の構造を示す断面図と平面図である。

【図５】受光素子の構造を示す断面図と平面図である。

【図６】発光素子の構造と配線の関係をを示す構造図と
平面図である。

【図７】従来の光入出力素子アレイ装置の断面図と平面
図である。

【図８】従来の紫外線照射により転写する方法を説明す
るプロセス図である。

【図９】従来の比較的密に形成したデバイスを疎に配置
し直す転写方法説明するプロセス図である。

【符号の説明】

１第１の基板２剥離層３光素子４素子分離溝５第２の基板６ＵＶ剥離樹脂７第３の基板８接着樹脂９紫外線照射１０凹部１１駆動回路／受信回路１２、１３素子電極配線１４出射又は入射窓

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の基板上に、光入出力素子アレイ装
置の素子配列の間隔よりも小さな配列間隔で光素子を形
成するプロセスと、前記第１の基板上の光素子のうち、光入出力素子アレイ
装置の素子配列の配列間隔に対応した光素子を、光入出
力素子アレイ装置基板に選択的に転写配列するプロセス
と、を有することを特徴とする光入出力素子アレイ装置
の製造法。
【請求項２】前記第１の基板上に形成する光素子の配
列間隔ｄｒ、ｄｓを、光入出力素子アレイ装置の素子配
列の横、縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙよりも小さな配列間隔
（ｄｘ≧ｄｒ、ｄｙ≧ｄｓ、ただし等号は同時には成立
しない）とすることを特徴とする請求項１に記載の光入
出力素子アレイ装置の製造法。
【請求項３】前記第１の基板上に形成する素子の配列
間隔ｄｒ、ｄｓを、光入出力素子アレイ装置の素子配列
の横、縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙを２以上の自然数ｍ、ｎ
で除したｄｘ／ｍ、ｄｙ／ｎの間隔とすることを特徴と
する請求項１に記載の光入出力素子アレイ装置の製造
法。
【請求項４】前記光入出力素子アレイ装置基板がシリ
コン基板であることを特徴とする請求項１に記載の光入
出力素子アレイ装置の製造法。
【請求項５】前記光入出力素子アレイ装置基板の光素
子を選択的に転写配列する位置に凹部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光入出力素子アレイ
装置の製造法。
【請求項６】第１の基板上に、光入出力素子アレイ装
置の素子配列の横、縦の配列間隔ｄｘ、ｄｙよりも小さ
な配列間隔ｄｒ、ｄｓ（ｄｘ≧ｄｒ、ｄｙ≧ｄｓ、ただ
し等号は同時には成立しない）で光素子を形成するプロ
セスと、前記光素子を、紫外線に対して透明な第２の基板に接着
剤により張り付けるプロセスと、前記第２の基板上の光素子のうち、光入出力素子アレイ
装置の素子配列の配列間隔ｄｘ、ｄｙに対応した光素子
を、第２の基板に選択的に紫外線照射して、前記接着剤
の接着力を弱めて光入出力素子アレイ装置基板に転写配
列するプロセスと、を有することを特徴とする光入出力
素子アレイ装置の製造法。
【請求項７】前記第１の基板上の光素子を、フォトプ
ロセス等の製造技術を利用して作製し、光入出力素子ア
レイ装置基板への転写をマスクを利用して行うことを特
徴とする請求項６に記載の光入出力素子アレイ装置の製
造法。