JPH1138244A

JPH1138244A - 光モジュール

Info

Publication number: JPH1138244A
Application number: JP19836197A
Authority: JP
Inventors: Tazuko Tomioka; 多寿子富岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】光素子をフリップチップ実装するにあたり、光
素子の活性領域にストレスをかけず、また、サブマウン
トに実装する時の半田など接合材を形成する材料が活性
領域にマイグレーションしないようにした光モジュール
提供すること。【解決手段】アクティブ光素子５を、サブマウント６に
フリップチップ実装した光モジュールにおいて、アクテ
ィブ光素子の活性領域２直上の電極４はサブマウントに
固定しないようにした。また、活性領域上の電極に半田
などの接合材が流れないように、接合材阻止領域を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光通信に使用される
光モジュールであって、半導体レーザなどの発光素子
や、フォトダイオードなどの受光素子といった光素子を
含む光デバイスやサブマウントの改良を図った光モジュ
ールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術を説明する。なお、以下の説明
では、単一の機能を持つ要素（発光素子、受光素子、光
変調器など）を「光素子」と呼び、光素子や、複数の光
素子が同一基板上に集積化されている光ＩＣを「光デバ
イス」と呼び、光デバイスや１つ以上の光デバイスをサ
ブマウント上に実装されているものを「光モジュール」
と呼ぶことにする。

【０００３】近年、メタル回線に代わって、高品位、高
速、高帯域が確保できる光加入者系の導入計画が進めら
れている。この光加入者系の普及に重要な鍵を握る要素
の一つに、各加入者宅に設置される送受信器の低価格化
があげられる。そして、送受信器内で価格を左右する部
品は、光‐電気間の信号変換を行う光送受信部である。

【０００４】すなわち、光通信には微小な発光素子や受
光素子をパッケージした光モジュールを使用し、この光
モジュールに光ファイバを接続する。そして、送信側で
は送信したいデータ対応に発光素子を変調駆動して光信
号に変換し、これを伝送路である光ファイバに送り出
し、受信側では光ファイバにて伝送されてきた光信号を
受光素子で受光して光‐電変換し、データを取り出すと
いったことを行う。

【０００５】しかし、光ファイバはμｍオーダの極めて
細い線であり、これを微小な発光素子や受光素子に、そ
れぞれ光軸を一致させるように位置合わせして取り付け
るといったことを必要とする。微小なるが故に僅かな位
置ずれでも光信号の授受に大きな影響を及ぼすことにな
り、従って、光通信用の光モジュールは、その実装精度
が厳しくなる。

【０００６】このように、光通信用の発光素子や受光素
子をパッケージした光モジュールは、その実装精度が厳
しい。そのために、光通信用の光モジュールは低価格化
が難しいと言われてきた。発光素子、受光素子を駆動状
態にして、光ファィバとの光結合量をモニタしながら軸
合わせ・固定を行なう必要があり、作製に時間がかかっ
ていたためである。

【０００７】しかし近年、図１８に示すように、例え
ば、支持台となる方形のサブマウント６上に、一端側か
ら中央近傍位置に伸びるＶ溝１１を形成してこのＶ溝１
１に光ファイバ１０を載せ、また、サブマウント６上に
はそのＶ溝１１の閉塞端近傍に位置させて、端面発光
（または受光）型の光素子９をフリップチップ実装する
手法が提案された。

【０００８】この手法によれば、Ｖ溝１１はフォトリソ
グラフィで作製される。そのため、フォトリソグラフィ
で製作されるサブマウント６上のパターン精度で、光素
子９と光ファイバ１０の軸合わせが自動的に行われるこ
とになるため、サブミクロンオーダの実装精度が得られ
る。

【０００９】この手法においては、光素子９と光ファイ
バ１０のサブマウント６に対する実装に当たっては光素
子９を駆動状態にして実測しながら位置決めをする必要
が全くないため、パッシブアライメント技術と呼ばれ
る。

【００１０】そして、光結合量のモニタをしないので固
定時間が短くて済み、大量生産に向いているため、パッ
シブアライメント技術を使用することによって光モジュ
ールの低コスト化が可能であると期待されている。

【００１１】光モジュールに使用される光デバイスは微
小なチップであり、これは半導体基板上に、半導体集積
回路製造プロセスを用いて形成する。光素子が半導体レ
ーザ素子である場合には、放熱を良くしたり劈開し易く
するために、素子（デバイス）の成長終了後に、半導体
基板を１００μｍ弱の厚さまで研磨する（ラッピン
グ）。しかし、研磨時に基板厚をサブミクロンオーダま
で制御することは難しく、光素子の基板側をマウントす
る方法では、パッシブアライメントで精度よく実装する
ことが出来ない。従って、パッシブアライメントを行う
場合、光デバイスの実装方法は素子（デバイス）の上面
を下にして実装するフリップチップ実装となる。

【００１２】そして、図１９に示すように、フリップチ
ップ実装にあたり、光デバイス９のチップ表面には、電
極４を形成しておき、この電極４を利用して半田などの
接合材８によりサブマウント６上に接合する。

【００１３】このように、光素子９をフリップチップ実
装すると、図１９に示すように、素子の活性領域２上の
電極４が半田などの接合材８でサブマウント６に固定さ
れることになる。そして、このことが光素子に機械的な
ストレスを与え、またマイグレーションによる素子の劣
化を招く。

【００１４】すなわち、光素子は半導体基板に活性領域
（ストライプ）を形成し、その上方の素子表面に、電極
を形成して光素子の駆動用の電極とすると共に、この電
極を用いてサブマウント上に接合材によりフリップチッ
プボンディングする。これにより光素子は前記電極にて
フリップチップ実装される。

【００１５】しかし、このようなかたちで、光素子９を
フリップチップ実装すると、図１９に示すように、素子
の活性領域２上の電極４が半田などの接合材８でサブマ
ウント６に固定されることになることから、光素子の半
導体基板側（ベース側）をサブマウント６につける手法
に比べて活性領域２にストレスが加わり易く、また、接
合材８である半田を構成する物質が光素子内にマイグレ
ーションする可能性があり、素子劣化を早める原因とな
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、光素子
９と光ファイバ１０のサブマウント６に対する実装に当
たって、パッシブアライメント技術を用いると、光素子
９を駆動状態にして実測しながら位置決めをする必要が
全くないため、厳しい位置決め精度が要求される光通信
用の発光素子や受光素子をパッケージした光モジュール
を、短時間に精度良く作製することができ、コストダウ
ンに寄与する。

【００１７】しかし、パッシブアライメントを行うため
には発光素子や受光素子などの光素子９を、サブマウン
ト６上にフリップチップ実装する必要があるが、フリッ
プチップ実装にあたり、光素子９のチップ表面には、フ
リップチップボンディング用の電極パッドを形成してお
き、この電極パッドを半田などの接合材８によりサブマ
ウント６上に接合する。

【００１８】しかし、このように直付け状態で光素子を
サブマウント６上にフリップチップ実装すると、光素子
のチップにはストレスがかかり、あるいは接合材８によ
るマイグレーションを受け易くなる。そして、これによ
り、素子劣化が早まる可能性があった。

【００１９】ところで、フリップチップボンディングの
形態には、図２０に示すように、半田バンプ１３を使用
する形態がある。そして、これを使用することにより、
フリップチップボンディングの接合部の高さを確保して
ストライプ２が直接、サブマウント６に接着されないよ
うに構成することができる。

【００２０】しかしながら、半田バンプはバンプの高さ
（大きさ）の制御が難しく、サブミクロンオーダの軸合
わせ精度が要求される光素子モジュールには使用できな
い。

【００２１】従って、光素子をフリップチップ実装する
にあたり、光素子の活性領域上の電極をフリップチップ
ボンディングすることにより、生じている前記活性領域
に対するストレスの問題と、サブマウントに実装する時
の半田など、接合材を形成する材料が活性領域にマイグ
レーションすることによる素子の劣化など、光モジュー
ルの歩留まりや性能、寿命を左右する要因の改善策を早
急に確立させることが急務である。

【００２２】そこで、この発明の目的とするところは、
光通信用の発光素子や受光素子を光ファイバとともにパ
ッケージしてなる光モジュールにおいて、このような問
題点を解決し、光素子をフリップチップ実装しても素子
劣化が早まったり、歩留まりが悪くならないようにした
光モジュールを提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。

【００２４】(1) すなわち、第１に本発明は、光デバ
イスがフリップチップ実装されていて、電気的に駆動さ
れる光モジュールにおいて、この光デバイスはフリップ
チップ実装するための電極パッドを備え、この電極パッ
ドは、当該光デバイスの活性領域近傍部分の外表面位置
より、所定量、突出させた位置に形成したことを特徴と
する。

【００２５】本発明の光モジュールでは、フリップチッ
プ実装するための電極パッドが、前記光デバイスの活性
領域近傍外表面の高さより、所定量、突き出した位置に
ある。

【００２６】従って、サブマウント上にこの光デバイス
を、その電極パッドを用いて接合材により接合すると、
電極パッドは光デバイスの活性領域近傍外表面の高さよ
り、所定量、突き出しているので、光デバイスの活性領
域近傍外表面がサブマウントに接することがない。

【００２７】フリップチップボンディングの形態には、
図２０のように半田バンプ１３を使用する形態がある
が、このようにしても本発明と同様にフリップチップボ
ンディングの接合部の高さを確保してストライプ（活性
領域）が直接、サブマウントに接着されないようにでき
る。しかし、半田バンプはバンプの高さ（大きさ）の制
御が難しく、サブミクロンオーダの軸合わせ精度が要求
される光モジュールには精度の関係で適用不向きであ
る。従って、本発明のように、光デバイスのフリップチ
ップボンディング用電極パッドがつけられている部分の
デバイス本体の高さを所定量、高くしておくと、ストラ
イプ部分近傍サブマウントに接することがない。しか
も、電極パッド領域の高さ調整は、素子を作成する半導
体プロセスにおいて、精密に処理加工が可能であるか
ら、光ファイバとの光軸軸合わせなど、サブミクロンの
精度が要求される光モジュールにおいて、位置決めが確
実で、高さ調整が不要となる光デバイスを提供できる。

【００２８】なお、ここでは、単一の機能を持つ要素
（発光素子、受光素子、光変調器など）を「光素子」と
呼び、光素子や、複数の光素子が同一基板上に集積化さ
れている光ＩＣを「光デバイス」と呼び、光デバイスや
１つ以上の光デバイスをサブマウント上に実装されてい
るものを「光モジュール」と呼ぶことにする。

【００２９】(2) さらには、本発明では、前記活性領
域を含む部分の高さと前記電極パッドの高さの差の精度
が１μｍ以内とする。

【００３０】前述のように、光デバイスをパッシブアラ
イメントして光モジュールを製作する場合、光デバイス
のサブマウントに対する実装精度はサブミクロンのオー
ダが要求される。なぜならば、サブマウント上に実装さ
れた光ファイバ（あるいは光導波路）とサブマウント上
に実装された光デバイスを突き合わせて光の結合を行う
ためには、せいぜい１μｍ以内の最適位置からのずれし
か許容出来ないからである。そのためには、突起部７の
高さΔｔがサブミクロンオーダの精度を持っていなけれ
ばならない。

【００３１】精度を１μｍ以内とする本発明によって、
ストライプ（活性領域）２の直上領域がサブマウント６
に固定されることがなくなり、従って、ストライプ（活
性領域）２の直上領域がサブマウント６に固定されるこ
とによるストレスから解放される。

【００３２】(3) 第２に本発明は、フリップチップ実
装用であって、半導体基板に形成された活性領域及びこ
の活性領域近傍外表面に形成された電極とを有し、この
電極を用いて電気的に駆動させる光デバイスをサブマウ
ント上に実装してなる光モジュールにおいて、前記光デ
バイスは接合材によりフリップチップ実装するための複
数の電極パッドを備え、これらの電極パッドは、当該光
デバイスの活性領域近傍部分の外表面位置より、所定量
突出させた位置に形成すると共に、特定の電極パッドは
前記電極に至る配線パターンで繋ぎ、かつ、当該配線パ
ターンには中間には、その表層に、前記接合材と馴染ま
ない材料による接合材阻止領域を形成したものであるこ
とを特徴とする。

【００３３】フリップチップボンディングでは、（図１
（ａ）の）電極４を電気的に外部に接続し、光デバイス
を駆動するための電極パッドも電極パッド３の様な形態
で提供されることになる。電極パッド３は半田などの接
合材によってサブマウントにボンディングされる。接合
材としてしばしば用いられる半田は接合時に熱によって
溶解し、電極パターン沿いに流れていく。電極パッド３
と電極パッド４がパターンで結ばれていると、電極パッ
ド３につけられた半田が熱で流れ、電極４上に到達す
る。これでは従来の技術の説明において、問題点として
あげたマイグレーションの問題が解決できない。

【００３４】そこで、本発明では、電極パッドは、当該
光デバイスの活性領域近傍部分の外表面位置より、所定
量突出させた位置に形成すると共に、特定の電極パッド
は前記電極に至る配線パターンで繋ぎ、かつ、当該配線
パターンには中間には、その表層に、前記接合材と馴染
まない材料による接合材阻止領域を形成した。

【００３５】前記光デバイスの活性領域の上方につけら
れた電極と、前記電極の延長にあり、前記電極をフリッ
プチップ実装によって外部に電気的に接続するための電
極パッドとの間の配線パターン上に、接合材阻止領域を
設けており、これによってフリップチップ実装に用いる
接合材が前記活性領域の上方につけられた電極部に流れ
込むことを防止している。

【００３６】ストライプ（活性領域）上の電極と電極パ
ッドを結ぶ電気配線に接合材阻止領域を設けた結果、フ
リップチップボンディング実施時に、電極パッド上から
流れ出した半田などの接合材は接合材阻止領域で止めら
れ、電極の領域に到達しない。そのため、半田が電極を
侵食することを防止できるようになる。接合材阻止領域
の形成材料はフリップチップボンディングに使用する接
合材によって異なる。接合材として頻繁に用いられるの
はＡｕＳｎなどの半田である。

【００３７】そこで、本発明では、前記接合材阻止領域
は前記配線パターン上に誘電体を積層することによって
構成する。

【００３８】接合材阻止領域として図８のように、配線
パターンを形成する金属パターン上に、ポリイミドなど
の誘電体材料１７を積層する。このようにすることによ
って半田が電極上に到来することを防止できるようにな
る。その結果、半田などから染みだした不純物がストラ
イプ領域内に拡散し、素子劣化を起こすといったことが
なくなる。

【００３９】(4) さらに、本発明では、前記接合材阻
止領域は前記電極パッドよりも引っ込んだ位置にあるこ
とを特徴とする。

【００４０】接合材阻止領域上に乗せられた誘電体の山
が、フリップチップボンディング用の電極パッドの高さ
位置のラインより迫り出してしまうと、サブマウント上
に光デバイスをフリップチップボンディングしたときに
前記山がサブマウントに当たってしまうことになる。す
ると電極パッドをサブマウントに密着させられなくな
り、光デバイスの実装精度が出ない。そのため、図８の
ような、接合材阻止領域として誘電体を金属電極上に塗
布するような構成の場合には、誘電体の山は電極パッド
より低くなっているのがよい。

【００４１】(5) 以上は、光デバイスの形状を工夫す
ることによって、光デバイスのストライプ領域にかかる
ストレスやマイグレーションを回避するようにした技術
であった。しかし、ストレスなどの回避はサブマウント
側の形状を工夫することによっても可能である。

【００４２】第５に、そのような工夫をした光モジュー
ルとして、本発明では、電気的に駆動されるアクティブ
光デバイスをサブマウント上にフリップチップ実装して
なる光モジュールにおいて、前記サブマウントは、実装
される前記光デバイスの活性領域上に付けられた電極に
対向する領域を、前記光デバイスのフリップチップボン
ディング用電極パッドに対向する領域よりも窪ませた構
造とすることを特徴とする。

【００４３】上記(1) に示した本発明では、光デバイス
はそのストライプ（活性領域）を含む部分を凹ませた。
第５の発明では図１３のように、光デバイスは一般的な
形態である上面平坦な形状のままとし、この平坦な形状
の光デバイスを支障なくサブマウント１９にフリップチ
ップボンディング実装するために、サブマウントの方に
窪み２０を設けるようにし、これによって、ストライプ
２の直上の電極４部分がサブマウント１９に接触固定さ
れることを防ぐようにした。その結果、ストライプにス
トレスがかからなくなり、信頼性が向上する。

【００４４】(6) さらに、第６には、本発明は、電気
的に駆動される光デバイスであって、接合材を用いてサ
ブマウント上にフリップチップ実装される光デバイスを
含む光モジュールにおいて、前記光デバイスにはその活
性領域上のデバイス表面にデバイス駆動用の電極を備え
ると共に、当該光デバイスにはさらに前記デバイス表面
にフリップチップボンディング用電極パッドを形成し、
かつ、前記電極及びこれらのフリップチップボンディン
グ用電極のうちの特定の電極との間を配線パターンで繋
ぎ、この配線パターン上には接合材の進出を妨げる材料
を配してなる接合材阻止領域を形成して構成し、また、
前記サブマウントには、フリップチップ実装される前記
光素子の少なくとも前記接合材阻止領域に対向する領域
および前記活性領域部分の前記電極対向領域のサブマウ
ント表面領域は前記フリップチップボンディング用電極
パッドに対向する領域の前記サブマウント領域よりも窪
ませた構造としたことを特徴とする。

【００４５】第１の本発明の場合と同様に、第６の本発
明の場合でも、電極パッドについた接合材がストライプ
領域（活性領域）に流れ込むことを防ぐための接合材阻
止領域が必要である。これを(4) の発明と同様に電極配
線２１上に誘電体１７を積層して製作すると（図１６参
照）、その部分が山状に盛り上がる。これがサブマウン
ト表面に当って光デバイスの電極パッドとサブマウント
間に隙間ができないように、サブマウントの窪みを形成
し、この窪みは少なくとも前記活性領域部分における電
極配置領域及び接合材阻止領域に対向する部分まで広が
っているようにした。これにより、正常に光デバイスを
サブマウント上にフリップチップボンディングすること
ができ、サブマウント上に取り付けられる光ファイバ等
の光軸と精度良く位置合わせできるようになる。

【００４６】(7) さらに、第７には、本発明は、電気
的に駆動される光デバイスであって、接合材を用いてサ
ブマウント上にフリップチップ実装される光デバイスを
含む光モジュールにおいて、前記光デバイスにはその活
性領域上のデバイス表面にデバイス駆動用の電極を備え
ると共に、当該光デバイスにはさらに前記デバイス表面
にフリップチップボンディング用電極パッドを形成し、
かつ、前記電極及びこれらのフリップチップボンディン
グ用電極のうちの特定の電極との間を配線パターンで繋
ぎ、この配線パターン上には接合材の進出を妨げる材料
を配してなる接合材阻止領域を形成して構成し、また、
前記サブマウントには、フリップチップ実装される前記
光デバイスの前記接合材阻止領域に対向する領域のサブ
マウント表面領域を前記フリップチップボンディング用
電極パッドに対向する領域の前記サブマウント領域より
も窪ませた構造としたことを特徴とする。

【００４７】サブマウントにフリップチップ実装される
前記光素子には、この光素子における活性領域上に付け
られた電極とその延長にあるフリップチップボンディン
グ用電極パッド間に、フリップチップ実装に用いる接合
材が前記活性領域上に付けられた電極部に流れることを
防止するための接合材阻止領域が設けられており、前記
接合材阻止領域に対向する前記サブマウントの領域は前
記フリップチップボンディング用電極パッドに対向する
前記サブマウントの領域よりも低くなっている。

【００４８】この第７の発明の第６の発明との違いを説
明する。第６の発明は図１６のようにストライプを含む
領域と接合材阻止領域に対向するサブマウントの部分が
低くなっている。

【００４９】一方、第７の発明では図１７のようにスト
ライプ（活性領域）を含む部分に対向する部分はそのま
まで、接合材阻止領域に対向するサブマウントの部分の
み低くなっている。ストライプ上の電極４はサブマウン
ト１９には固定されず、サブマウントに接触しているだ
けか、少々の間隙を空けてサブマウントに対向してい
る。ストライプ上の電極はサブマウントに固定されてい
ないのでストレスの問題はない。第８の発明では、スト
ライプ上の電極がサブマウントにほぼ接触するほど近く
配置されているため、素子の放熱が良くなる。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例に
ついて、図面を参照して説明する。

【００５１】（第１の実施の形態）この第１の実施の形
態において説明する発明は、発光素子あるいは受光素子
などのアクティブな光デバイスをサブマウント上にフリ
ップチップボンディングする場合に、ストライプを含む
領域にストレスがかからないようにするものであり、電
気的に駆動されるアクティブ光デバイスをその構成中に
含む光モジュールであって、フリップチップ実装するた
めの前記光デバイスの電極パッドが、前記光デバイスの
活性領域を含む部分の高さより、高い位置に設ける構成
とするものである。さらには、前記活性領域を含む部分
の高さと前記電極パッドの高さの差の精度を１μｍ以内
とすることを特徴とする。

【００５２】発光素子を例にとり、図１を参照して説明
する。ここに示す例は、ストライプ型の発光素子の例で
ある。図１（ａ）は発光素子５の断面図、図１（ｂ）は
この（ａ）の発光素子５をサブマウント６上にマウント
した状態を示す図である。

【００５３】図において、５は発光素子であり、１はこ
の発光素子５の素子形成基板で、この基板１は中央部分
が窪みとなっている。２はこの基板１内に形成された活
性領域（発光素子の場合には発光領域）としてのストラ
イプであり、前記窪み領域に位置する。４はストライプ
２上に形成された電極であり、発光素子駆動用の電極で
あって、ストライプ２の配置位置に対応させて配置して
ある。３‐１，３‐２はフリップチップボンディング用
電極パッドであり、これらのフリップチップボンディン
グ用電極パッド３‐１，３‐２は基板１の端部に形成さ
れた突起部７上に形成されていて、発光素子５はこの電
極パッド３‐１，３‐２を用いて接合材８によりサブマ
ウント６上に接着される。

【００５４】すなわち、図１（ａ）に示した如く、発光
素子５の発光領域であるストライプ２の両脇近傍にフリ
ップチップボンディング用電極パッド３‐１，３‐２が
あるが、これら電極パッド３‐１，３‐２はストライプ
２領域を含む部分の高さｈより（窪みの表面の位置よ
り）、Δｔだけ高い位置（Δｔだけ突出した位置）にあ
る。

【００５５】このような構造にすると、図１（ｂ）のよ
うに、発光素子５のチップをサブマウント６上にフリッ
プチップボンディングしても、ストライプ２を含む領域
が少なくともΔｔ以上、サブマント６の表面より離れ
る。そのため、発光素子５は、ストライプ２を含む領域
が、直接、サブマウント６に接着されることがないの
で、ストライプ２にストレスがかかる心配がない。

【００５６】このように、図１の構成による光モジュー
ルは、そのアクティブ光素子である発光素子５は、当該
発光素子５におけるストライプ２を含む部分の高さよ
り、Δｔだけ、突出させてフリップチップボンディング
用の電極パッド３が形成され、この電極パッド３を利用
してサブマウント６にフリップチップボンディング出来
る形態で製作されている。

【００５７】このようにすると、サブマウント６にフリ
ップチップ実装した場合、ボンディングされるのは電極
パッド３部分であり、図１（ｂ）の様に、ストライプ２
上の電極４がサブマウント６に固定されない。その結
果、従来の技術で述べたようなストライプ２にストレス
がかかる問題が起こらない。

【００５８】尚、図１（ｂ）では、サブマウント上の電
極パターンが図示されていないが、適宜あるものとす
る。これ以降の実施の形態についても同様である。

【００５９】光モジュールの形態として、光ファイバと
光素子をパッシブアライメントでバット結合する場合、
両者ともミクロンオーダという微小なサイズのものであ
るために、光ファイバのコアの中心に対向するストライ
プ２の中心の位置ずれは、サブミクロンオーダでなけれ
ばならない。

【００６０】従って、電極パッドがつけられる突起部７
の高さΔｔの精度はサブミクロンのオーダ、少なくとも
１μｍ以内が要求される。そのような精度を得るために
は、突起部７の部分は、結晶成長などによって十分な制
御を受けながら製作される必要がある。

【００６１】たとえば、半導体基板１上にストライプ部
２を形成してその上面を含め全体に半導体層を堆積させ
ることにより、図２（ａ）のａ‐１の様に、半導体基板
１にストライプ部２を半導体により厚めに埋め込んだ状
態にし、ついでストライプ２上の部分をエッチング等に
よって除去する（図２（ａ）のａ‐２）。あるいは、図
２（ｂ）のｂ‐１の様に、ストライプ部２を成長させ、
これを普通に埋め込んだ後、突起にする部分以外はマス
ク２３をかける。そして、この状態で半導体材料を堆積
させることで、半導体基板１の上面に、そのマスク２３
形成部分以外の領域に半導体層を成長させて突起部２４
を形成し（図２（ｂ）のｂ‐２）、その後、図２（ｂ）
のｂ‐３のようにマスク２４を除去する。このようにし
て作製しても良い。

【００６２】また一方、近年において開発された技術に
“選択ＭＯＣＶＤ成長法”があるが、これを用いると結
晶成長時のマスクの幅を変えるだけで、一度の成長で異
なる高さの部分が成長できる。

【００６３】これを用いて、図２（ｃ）のように、半導
体基板２５上にストライプ２６と同時に突起部２７を成
長させるようにしても良い。このようにすると、突起部
の層構成がストライプの層構成と同様になる。突起部部
分は電極パッドの台として用いるだけなので、もし、駆
動電圧がかかることで問題が起こるようであれば、突起
部上に絶縁膜をつけてからフリップチップボンディング
用電極をつければ良い。

【００６４】本発明を通じて、電極４以外の、電極パッ
ド３‐１，３‐２やその他の（接合材阻止領域などの）
配線部分の金属が、光デバイスの半導体部分と電気的な
コンタクトがあると問題が起こる場合には、絶縁体層な
どを挟んで光デバイスに接着するとよい。

【００６５】本発明では、光デバイスをサブマウント上
にフリップチップボンディングするが、光デバイスに
は、フリップチップボンディング用電極パッド３‐１，
３‐２を設けると共に、このフリップチップボンディン
グ用電極パッド３‐１，３‐２は、ストライプ２を含む
領域の両脇に近傍に配置すると共に、ストライプ２を含
む領域より少し（Δｔ以上）、高くしたものであり、フ
リップチップ実装した際に、ストライプ２を含む領域が
少なくともΔｔ以上、サブマント６の表面より離れるよ
うにしている。そして、このように、フリップチップボ
ンディング用電極パッド３‐１，３‐２を少し高くする
と、他の利点がある。例えば、図１８に示すように、光
モジュールを形成するにあたり、Ｓｉサブマウント６上
に、片端中央から中央部にかけて伸びるＶ溝１１を、異
方性エッチングで形成し、この形成されたＶ溝１１の終
端位置近傍に位置させてＳｉサブマウント６上に光素子
９を取り付け、また、Ｖ溝１１には、終端にコア先端を
位置させて光ファイバ１０をはめ込み、実装し、光ファ
イバ１０と光素子９とをパット結合させる実装方法をと
った場合を想定する。

【００６６】この場合、ストライプ２部分がサブマウン
ト６の表面から突起部７の高さｈの分だけ高くなるの
で、ファイバ１０を実装するためのＶ溝１１が浅くて済
む（図３）。この効果は、非常に大きい。

【００６７】すなわち、Ｓｉサブマウント６上に形成す
るＶ溝１１は、通常、異方性エッチングで作製される
が、設計通りの正確な深さにエッチングするためにはＳ
ｉ基板の結晶方位に正確に沿った方向にマスクをしなけ
ればならない。マスクの方向がＳｉの結晶方位の正確な
方向からずれた場合、要求されるＶ溝１１の深さが深け
れば深いほど、設計値からのずれの程度は、深い方向に
大きくなる。

【００６８】従って、本発明のように、必要とするＶ溝
１１が浅くて済めば、Ｖ溝１１の深さの誤差が小さくな
り、光素子‐光ファイバ間の光結合率を向上させること
ができる。

【００６９】＜ブレードによるサブマウント上へのＶ溝
形成方法＞サブマウント６上にＶ溝１１を製作する方法
には、いくつかある。例えば、前述の異方性エッチング
の他に、機械加工、具体的にはブレードで切り目を入れ
る方法である。ブレードでＶ溝１１を作る手法の利点
は、第１には、Ｓｉの結晶方位を気にしなくて良くなる
点、であり、また、第２には、Ｖ溝１１の谷の広がり角
度を自由に変えることができる点、などである。

【００７０】一方、ブレードでＶ溝１１を作る手法の欠
点としては、溝を基板の途中で止めることが出来ないた
め、図４（ａ）の様な、途中で溝が終わる形状のＶ溝１
１を製作することは難しく、図４（ｂ）の様な基板の端
から端まで溝１１が切り通された形状になるという点で
ある。

【００７１】このため、従来の、ストライプ２上の電極
４を直接、サブマウント６にボンディングするタイプの
フリップチップ実装には対応できない。しかし、本発明
では、フリップチップボンディング用電極パッド３‐
１，３‐２がストライプ２上の電極４とは別で、ストラ
イプ２上の電極４の両脇近傍にあるような形態が可能で
ある。

【００７２】そのため、図５に示す如く、サブマウント
６にそのＶ溝１１を跨いで光デバイス１６を実装するこ
とが可能となり、この実装形態を採用すれば、Ｖ溝１１
は切り通しであっても何ら差し支えがなくなるから、サ
ブマウント６に形成するＶ溝１１を、ブレードにより製
作することについて問題がなくなる。

【００７３】但し、ブレードで製作したＶ溝１１は、異
方性エッチングで製作した場合と異なり、マウント時に
において、光デバイスチップと光ファイバ１０間の（フ
ァイバ光軸方向の）距離を一定にすることが容易ではな
い。つまり、位置決めが大変である。

【００７４】そこで、これを改善する手法を次に述べ
る。

【００７５】図４（ａ）の形状のように、基板（サブマ
ウント６）の途中でＶ溝１１が終わっているならば、Ａ
の部分がファイバ１０のストッパとなって、ファイバ１
０の光軸方向の位置が自動的に決まる。しかし、図４
（ｂ）の様な形状では、そのようなストッパになる部分
がない。光ファイバ１０を光デバイス端面に突き当てる
ように実装すれば、位置決めが可能であるが、そのよう
な方法は光デバイスの端面を損傷するため使用できな
い。

【００７６】そこで、図６のようにサブマウント６の横
断方向にもブレードで溝２８を掘り、そこにファイバ１
０のストッパ２９を置く。Ｖ溝１１とこれを横断する溝
２８の交点領域にストッパ２９を取り付けたことで、Ｖ
溝１１にファイバ１０を置き、先端をストッパ２９に押
し当てれば、その先端の位置は自動的に決まる。このよ
うにすると、ブレードで掘ったＶ溝１１でもファイバ１
０の光軸方向の位置を一意に決めることが出来る構造と
なる。

【００７７】以上、説明したように、第１の実施の態様
で説明した発明は、電気的に駆動されるアクティブ光素
子をその構成中に含む光デバイスであって、フリップチ
ップ実装するための前記光素子の電極パッドが、前記光
素子の活性領域を含む部分の高さより、高い位置にある
ことを特徴とするものであり、さらには、前記活性領域
を含む部分の高さと前記電極パッドの高さの差の精度
を、１μｍ以内とすることを特徴とするものである。

【００７８】そして、これにより、ストライプ２の直上
領域がサブマウント６に固定されることがないようにし
たので、ストライプ２の直上領域がサブマウント６に固
定されることによるストレスから解放されることにな
る。

【００７９】ところで、フリップチップボンディングで
は、発光素子の駆動用の電極４（図１（ａ）の電極４参
照）から電気的に外部に導いて接続するための電極パッ
ドも、フリップチップボンディング用の電極パッド３‐
１，３‐２の様な形態で提供されることになる。そし
て、フリップチップボンディング用の電極パッド３‐
１，３‐２は半田などの接合材によってサブマウント６
にボンディングされ、素子は固定される。この接合材と
しての半田が問題を引き起こす原因をつくる。

【００８０】すなわち、接合材としてよく利用される半
田は、接合時に熱によって溶解し、電極パターン沿いに
流れていく。そして、電極パッド３‐１，３‐２と電極
パッド４がパターンで結ばれていると、電極パッド３‐
１，３‐２につけられた半田が熱で流れ、電極４上に到
達する。従って、このようなことが起こると、従来の技
術の説明において、問題点としてあげたマイグレーショ
ンのことが解決できない。そこで、次にこの問題点に対
する解決策について説明する。

【００８１】（第２の実施の形態）第２の実施の形態
は、マイグレーションの問題点を解決するための技術で
あって、電気的に駆動されるアクティブ光素子をその構
成中に含む光デバイスにおいて、前記光素子の活性領域
の上方につけられた電極と、この電極の延長にあり、前
記電極をフリップチップ実装によって外部に電気的に接
続するための電極パッドとの間の配線上に、接合材阻止
領域を設けるようにするものである。そして、この接合
材阻止領域により、フリップチップ実装に用いる接合材
が前記活性領域の上方につけられた電極部に流れること
を防止するようにする。

【００８２】詳細を説明する。図７に構成を示す。図７
において、２はストライプ、３‐１，３‐２はボンディ
ング用電極パッド、４は電極、６はサブマウント、８は
接合材、１４は電気配線、１５は接合材阻止領域、１６
は光素子である。

【００８３】図において、光素子１６は例えば、発光素
子であり、この光素子１６は素子形成基板１に形成され
る。基板１は中央部分が窪みとなっており、この窪みを
形成したことにより、窪みの両脇は突起部７となってい
る。そして、基板１内に形成された発光領域としてのス
トライプ２は、前記窪み領域に位置する。電極４は光素
子１６の駆動用電極であり、基板１に表面におけるスト
ライプ２の配置位置に形成されている。

【００８４】フリップチップボンディング用電極パッド
３‐１，３‐２はストライプ領域２の両脇に形成された
突起部７上に形成されていて、光素子１６はこの電極パ
ッド３‐１，３‐２を用いて接合材８によりサブマウン
ト６上に接着される。

【００８５】すなわち、図１（ａ）で説明したと同様
に、光素子１６の発光領域であるストライプ２の両脇近
傍にフリップチップボンディング用電極パッド３‐１，
３‐２があるが、これら電極パッド３‐１，３‐２はス
トライプ２領域を含む部分の高さｈより（窪みの表面の
位置より）、Δｔだけ高い位置（Δｔだけ突出した位
置）にあり、光素子１６はこの電極パッド３‐１，３‐
２を用いて接合材８によりサブマウント６上に接着され
ることにより、ストライプ２位置の電極４がサブマウン
ト６の表面より少なくともΔｔ程度は離れる構造であ
る。

【００８６】また、本発明では、図７に示すように、光
素子１６のストライプ２上の電極４と電極パッド３‐１
間には、両者を結ぶ電気配線である配線パターン１４
が、基板１の窪み表面上に形成してあり、この配線パタ
ーン１４には途中の表層面に、接合材８と馴染まない物
質による接合材阻止領域１５を形成して、配線パターン
１４上を接合材８が電極４方向に進出するのを阻止する
ようにしている。

【００８７】第２の実施の形態においては、図７に示す
ように、光素子１６における窪み内の電極４と電極パッ
ド３‐１を結ぶ配線パターン１４の途中に、その表層面
に、接合材８と馴染まない物質の層を形成して接合材阻
止領域１５としてあり、配線パターン１４上を接合材８
が電極４方向に進出しないようにしている。

【００８８】その結果、電極パッド３‐１上から流れ出
した半田などの接合材８は接合材阻止領域１５で止めら
れ、電極４に至ることがない。そのため、電極４を侵食
しない。

【００８９】なお、接合材阻止領域１５の形成材料は、
接合材８の材質により異なる。光素子１６をサブマウン
ト６に接着させるための接合材８として、よく用いられ
るのはＡｕＳｎなどの半田であるから、これを前提にす
る場合は、接合材阻止領域１５はこのような半田を、は
じくような材質でできていることが望ましい。

【００９０】半田をはじくように形成する最も簡単な方
法としては、図８のように、電極４から電極３‐１まで
一様に電極をつけた後、接合材阻止領域になる部分にポ
リイミドなどの誘電体をつけるようにするものである。

【００９１】半田は誘電体にはじかれるので、誘電体を
つけた部分を越えて半田が流れるようなことはない。

【００９２】他の方法としては、使用する半田をはじく
金属を接合材阻止領域１５に用いてもよい（図９）。こ
の場合は、電極４と電極３‐１を接続する途中を、半田
をはじく金属による配線３０にする。

【００９３】もし、電極４自体を、接合材阻止領域１５
に用いた半田をはじく金属で作って差し支えないなら
ば、電極４も接合材阻止領域１５と同材質の金属にして
もよい。あるいは電極４のみを接合材阻止領域１５とし
てもよい。すなわち、図１０のように、電極４上にポリ
イミドなどの誘電体をつけるか、電極４を半田をはじく
金属で作ってもよい。

【００９４】接合材にエポキシ系の導電ペーストを用い
る場合は、接合材阻止領域１５として配線パターン１４
上にテフロン（デュポン社商品名）などをつけるように
すると、このテフロンによりエポキシをはじくようにで
きる。

【００９５】接合材阻止領域１５の他の形態として、図
１１のように、電極３−１と電極４を電極パターン１４
ではつながずに、離れている電極４をボンディングワイ
ヤで接続する構成としてもよい。この場合、ボンディン
グワイヤは、接合材８をはじく材料のものが望ましい
が、接合材８をはじかないタイプのものでも、ワイヤの
接続部の不連続性などに妨げられて、接合材が流れにく
くなる。そのため、フリップチップボンデイング時の条
件次第では接合材阻止領域として使用できる。

【００９６】接合材阻止領域１５として誘電体を電極配
線用の配線パターン１４上につけた場合、図８のよう
に、その部分がやや盛り上がる。光素子１６をフリップ
チップボンディングする時に、この盛り上がった部分が
邪魔にならないように、接合材阻止領域１５となる部分
は、フリップチップ用電極パッド３‐１をつける突起部
７の部分より低い位置にあるようにするとよい。

【００９７】また、図１２のように、光素子１６を構成
する基板１の表面に窪み３２を形成し、接合材阻止領域
１５を形成するためにこの窪み３２に誘電体を充填する
構成としても良い。つまり、誘電体をつける部分だけを
下げるようにする。

【００９８】この下がった部分である窪み３２（または
溝）は図１２（ａ）のようにエッチングで掘っても良い
し、図１２（ｂ）のように、選択ＭＯＶＰＥなどを用い
て、その他の部分を山（２６，２７）にすることによ
り、形成するようにしてもよい。なお、図１２に示した
構成の場合は、ストライプ２上の電極４はサブマウント
６に接触するようにはなるが、これは単に接触する（あ
るいは、接触するくらいに近づく）だけで、サブマウン
ト６に固定されるわけではないので、電極４が固定され
ることによるストレスの心配はない。

【００９９】以上、第２の実施の態様は、ストライプ２
領域上の電極４と、それの延長上にあり、電極４と電気
的に接続されているフリップチップ用電極３−１との間
に、接合材阻止領域１５が設けた構成とした。そして、
光素子１６をサブマウント６上にフリップチップ実装す
るときに、実装用電極３−１とサブマウント６の間を半
田などの接合材８によって接着するが、このとき、熱な
どによって接合材８が配線パターン１４上を電極４方向
に流れ出しても、接合材阻止領域１５で止められてスト
ライプ２上の電極４に到達しないようにしたものであ
る。

【０１００】接合材が半田のときは、接合材阻止領域１
５はポリイミドなどの誘電体とし、接合材が導電性物質
を混入したエポキシ樹脂の場合は、接合材阻止領域の形
成材料はテフロンとした。

【０１０１】このようにすると、半田などの接合材が、
配線パターンを形成する金属パターン上に流れ出して電
極４上に達するということがなくなり、接合材が電極を
侵食することを防止できる。その結果、接合材である半
田などから染みだした不純物がストライプ領域内に拡散
し、素子の劣化を起こすことがなくなる。

【０１０２】故に、接合材が、ＡｕＳｎ半田の場合など
においても、ストライプ２領域に半田を構成する材料の
マイグレーションが起こる心配がなくなり、光素子の信
頼性と寿命が向上する。

【０１０３】次に、第３の実施の形態について説明す
る。これまで述べてきた方法は、光デバイス（光モジュ
ール）をフリップチップボンディングする際のストレス
やマイグレーションを、光素子の形状に工夫を加えるこ
とで避ける方法であった。しかし、これらはサブマウン
トの方に工夫を加えることによっても可能である。その
例を次に説明する。

【０１０４】（第３の実施の形態）図１３は、光デバイ
スをフリップチップボンディングする際のストレスやマ
イグレーションを、サブマウントの形状、構造に工夫を
加えることで避けるようにした実施の形態を示す図であ
る。

【０１０５】図１３において、１８は例えば、発光素子
などの光素子であり、この光素子１８は素子形成基板１
に形成される。第１及び第２の実施の形態の例と異な
り、第３の実施の形態では基板１は窪みを持たない平坦
な構造となっており、基板１内に発光領域としてのスト
ライプ２が形成されている。

【０１０６】基板１の表面には、このストライプ２の形
成位置に、電極４が形成してある。この電極４は光素子
１８の駆動用電極である。

【０１０７】基板１の表面には、電極４の両脇近傍にフ
リップチップボンディング用電極３‐１，３‐２が形成
されており、これらのうち、フリップチップボンディン
グ用電極パッド３‐１は電極４まで基板１上を伸延させ
て電極４から外部へと繋がる電気配線としてある。

【０１０８】この光素子１６はストライプ２形成側面を
サブマウント１９上に対向させ、そのフリップチップボ
ンディング用電極パッド３‐１，３‐２を利用して接合
材８によりサブマウント１９上に接着される。

【０１０９】そのため、サブマウント１９は、光素子１
６の発光領域であるストライプ２がサブマウント１９の
表面に接しないように、サブマント１９には当該ストラ
イプ２の配置位置に近接する近傍を領域を、窪み２０に
加工してある。

【０１１０】すなわち、ここで用いている光素子１８
は、通常の、表面に凹凸のほとんど無い平坦なタイプの
ものである。そして、サブマウント１９はその光素子１
８のストライプ２上電極４に対向する部分の領域が、当
該光素子１８におけるフリップチップボンディング用電
極パッド３‐１，３‐２に対向する領域部分よりも一段
低くなっている。

【０１１１】このようにすることによって、光素子１８
のストライプ２上の電極４が直接サブマウント１９に固
定されないので、ストライプ２にストレスがかからな
い。

【０１１２】この変形として、ストライプ２に対向する
サブマウント１９の部分が下がっているのではなく、図
１４に示すように、サブマウント１９におけるフリップ
チップボンディング用電極３‐１，３‐２の対向部分領
域だけを膨出させて支持台部３３を形成し、この盛り上
げた支持台部３３にてフリップチップボンディング用電
極３‐１，３‐２部分を接合材により接合し、支持する
ようにしてもよい。

【０１１３】また、光素子１８のストライプ２が、選択
ＭＯＶＰＥなどで作成されたために、メサ型になってい
る場合でも、図１５のように、メサ２６の高さよりサブ
マウント１９の窪み２０の深さが、深くなるようにサブ
マウント１９を形成すれ対応できる。

【０１１４】なお、第３の実施の態様の構造において
も、フリップチップボンディング用電極３‐１，３‐２
を接合材によりサブマウント１９上に接合する際に、前
述同様、フリップチップボンディング用の接合材がスト
ライプ２上の電極４に流れ、マイグレーションの原因に
なる可能性がある。

【０１１５】そこで、図１６に示すように、光素子１８
にはそのフリップチップボンディング用の電極パッド３
‐１とストライプ２上の電極４との間の配線パターン２
１に接合材阻止領域１５を設ける。

【０１１６】接合材阻止領域１５にどのような形態があ
るかについては、第２の実施の形態で述べたものと同様
である。

【０１１７】接合材阻止領域１５として誘電体１７を配
線上につけるような形態を取った場合、その部分がやや
小高くなって、光素子１８とサブマウント１９を密着さ
せるときに邪魔になる可能性がある。そこで、サブマウ
ント１９には、図１６のように、光素子１８の配線パタ
ーン２１における接合材阻止領域１５に対向する部分ま
で広げて、窪み２０を形成し、ストライプ２に対向する
部分と同様にこの窪み２０により接触しないようにさせ
ると良い。

【０１１８】また、図１７のように、ストライプ２上の
電極４に対向するサブマウント１９の高さは、フリップ
チップボンディング用の電極パッド３‐１，３‐２が対
向する部分と同じ高さにして、接合材阻止領域１５に対
向する部分のみ、窪ませるようにしてもよい。

【０１１９】この場合、ストライプ２上の電極４は、サ
ブマウント１９に接触しているか、接触するほど近づい
ているが、サブマウント１９に固定されてはいない。そ
のため、ストライプ２へのストレスはかからない。接合
材８は基本的には、接合材阻止領域１５にはばまれて、
ストライプ２上の電極４までは到達しない。しかし、接
合材８がつけられる部分から、ストライプ２上の電極４
に至る幅の狭い道筋があると、そこを毛細管現象で接合
材８が進んでいき、ストライプ２上の電極４に到達する
可能性がある。

【０１２０】このような事態を避けるため、接合材８が
付けられるところから、ストライプ２上の電極４までの
間には、毛細管現象が起こらない程度に幅の広がった部
分を設けておく必要がある。

【０１２１】これには、接合材阻止領域１５に対向する
サブマウント１９の窪み２２をやや大き目にするという
程度で良い。

【０１２２】以上、本発明は、 (1) 第１には、光デバイスがフリップチップ実装され
ていて、電気的に駆動される光モジュールにおいて、こ
の光デバイスはフリップチップ実装するための電極パッ
ドを備え、この電極パッドは、当該光デバイスの活性領
域近傍部分の外表面位置より、所定量、突出させた位置
に形成したことを特徴とするものである。

【０１２３】そして、このような第１の本発明の光モジ
ュールは、フリップチップ実装するための電極パッド
が、前記光デバイスの活性領域近傍外表面の高さより、
所定量、突き出した位置にあり、従って、サブマウント
上にこの光デバイスを、その電極パッドを用いて接合材
により接合すると、電極パッドは光デバイスの活性領域
近傍外表面の高さより、所定量、突き出しているので、
光デバイスの活性領域近傍外表面がサブマウントに接す
ることがない。

【０１２４】フリップチップボンディングの形態には、
半田バンプを使用する形態もあり、これによっても本発
明と同様にフリップチップボンディングの接合部の高さ
を確保してストライプ（活性領域）が直接、サブマウン
トに接着されないようにできる。しかし、半田バンプは
バンプの高さ（大きさ）の制御が難しく、サブミクロン
オーダの軸合わせ精度が要求される光モジュールには精
度の関係で適用不向きであり、従って、本発明のよう
に、光デバイスのフリップチップボンディング用電極パ
ッドがつけられている部分の素子本体の高さを所定量、
高くしておくことで、ストライプ部分近傍サブマウント
に接することがない、しかも、電極パッド領域の高さ調
整は、デバイスを作成する半導体プロセスにおいて、精
密に処理加工が可能であるから、光ファイバとの光軸軸
合わせなど、サブミクロンの精度が要求される光モジュ
ールにおいて、位置決めが確実で、高さ調整が不要とな
る光デバイスを提供できるものである。

【０１２５】(2) また、第２には本発明では、前記活
性領域を含む部分の高さと前記電極パッドの高さの差の
精度が１μｍ以内とした。

【０１２６】前述のように、光デバイスをパッシブアラ
イメントして光モジュールを製作する場合、光デバイス
のサブマウントに対する実装精度はサブミクロンのオー
ダが要求される。なぜならば、サブマウント上に実装さ
れた光ファイバ（あるいは光導波路）とサブマウント上
に実装された光デバイスを突き合わせて光の結合を行う
ためには、せいぜい１μｍ以内の最適位置からのずれし
か許容出来ないからである。そのためには、突起部７の
高さΔｔがサブミクロンオーダの精度を持っていなけれ
ばならない。

【０１２７】精度を１μｍ以内とする本発明によって、
ストライプ（活性領域）２の直上領域がサブマウント６
に固定されることがなくなり、従って、ストライプ（活
性領域）２の直上領域がサブマウント６に固定されるこ
とによるストレスから解放される。

【０１２８】(3) 第３に本発明は、フリップチップ実
装用であって、半導体基板に形成された活性領域及びこ
の活性領域近傍外表面に形成された電極とを有し、この
電極を用いて電気的に駆動させる光デバイスをサブマウ
ント上に実装してなる光モジュールにおいて、前記光デ
バイスは接合材によりフリップチップ実装するための複
数の電極パッドを備え、これらの電極パッドは、当該光
デバイスの活性領域近傍部分の外表面位置より、所定量
突出させた位置に形成すると共に、特定の電極パッドは
前記電極に至る配線パターンで繋ぎ、かつ、当該配線パ
ターンには中間には、その表層に、前記接合材と馴染ま
ない材料による接合材阻止領域を形成した。

【０１２９】本発明においては、光デバイスにフリップ
チップボンディング用の電極パッドを別途設け、駆動用
電極から外部接続用にフリップチップボンディング用電
極パッドと同様の電極パッド形態で提供される（フリッ
プチップボンディング用電極パッドと兼用でも良い）。
電極パッドは半田などの接合材によってサブマウントに
ボンディングされ、一方、接合材としてしばしば用いら
れる半田は接合時に熱によって溶解し、電極パターン沿
いに流れていく。活性領域上の電極と電極パッドとが配
線パターンで結ばれていると、電極パッドにつけられた
半田が熱で流れ、電極上に到達するので、マイグレーシ
ョンの問題が残る。

【０１３０】そこで、本発明では、電極パッドは、当該
光デバイスの活性領域近傍部分の外表面位置より、所定
量突出させた位置に形成すると共に、特定の電極パッド
は前記電極に至る配線パターンで繋ぎ、かつ、当該配線
パターンには中間には、その表層に、前記接合材と馴染
まない材料による接合材阻止領域を形成した。

【０１３１】これにより、ストライプ（活性領域）上の
電極と電極パッドを結ぶ電気配線に接合材阻止領域を設
けた結果、フリップチップボンディング実施時に、電極
パッド上から流れ出した半田などの接合材は接合材阻止
領域で止められ、電極の領域に到達しないので、半田が
電極を侵食することを防止できるようになる。

【０１３２】(4) さらに、本発明では、前記接合材阻
止領域は前記電極パッドよりも引っ込んだ位置に設け
た。

【０１３３】接合材阻止領域上に乗せられた誘電体の山
が、フリップチップボンディング用の電極パッドの高さ
位置のラインより迫り出してしまうと、サブマウント上
に光デバイスをフリップチップボンディングしたときに
前記山がサブマウントに当たってしまうことになる。す
ると電極パッドをサブマウントに密着させられなくな
り、光デバイスの実装精度が出ない。そのため、接合材
阻止領域として誘電体を金属電極上に塗布するような構
成の場合には、誘電体の山は電極パッドより低くして実
装精度を確保できるようにした。

【０１３４】(5) 第５に、本発明では、電気的に駆動
されるアクティブ光デバイスをサブマウント上にフリッ
プチップ実装してなる光モジュールにおいて、前記サブ
マウントは、実装される前記光デバイスの活性領域上に
付けられた電極に対向する領域を、前記光デバイスのフ
リップチップボンディング用電極パッドに対向する領域
よりも窪ませた構造とした。

【０１３５】上記(1) に示した本発明では、光デバイス
はそのストライプ（活性領域）を含む部分を凹ませた。
第５の発明では、光デバイスは一般的な形態である上面
平坦な形状のままとし、この平坦な形状の光デバイスを
支障なくサブマウントにフリップチップボンディング実
装するために、サブマウントの方に窪みを設けるように
し、これによって、ストライプの直上の電極部分がサブ
マウントに接触固定されることを防ぐようにした。その
結果、ストライプにストレスがかからなくなり、信頼性
が向上する。

【０１３６】(6) さらに、第６には、本発明は、電気
的に駆動される光デバイスであって、接合材を用いてサ
ブマウント上にフリップチップ実装される光デバイスを
含む光モジュールにおいて、前記光デバイスにはその活
性領域上のデバイス表面にデバイス駆動用の電極を備え
ると共に、当該光デバイスにはさらに前記デバイス表面
にフリップチップボンディング用電極パッドを形成し、
かつ、前記電極及びこれらのフリップチップボンディン
グ用電極のうちの特定の電極との間を配線パターンで繋
ぎ、この配線パターン上には接合材の進出を妨げる材料
を配してなる接合材阻止領域を形成して構成し、また、
前記サブマウントには、フリップチップ実装される前記
光デバイスの少なくとも前記接合材阻止領域に対向する
領域および前記活性領域部分の前記電極対向領域のサブ
マウント表面領域は前記フリップチップボンディング用
電極パッドに対向する領域の前記サブマウント領域より
も窪ませた構造としたことを特徴とする。

【０１３７】第１の本発明の場合と同様に、第６の本発
明の場合でも、電極パッドについた接合材がストライプ
領域（活性領域）に流れ込むことを防ぐための接合材阻
止領域が必要である。これを(4) の発明と同様に電極配
線上に誘電体を積層して製作すると、その部分が山状に
盛り上がる。これがサブマウント表面に当って光デバイ
スの電極パッドとサブマウント間に隙間ができないよう
に、サブマウントの窪みを形成し、この窪みは少なくと
も接合材阻止領域に対向する部分に広がっているように
した。これにより、正常に光デバイスをサブマウント上
にフリップチップボンディングすることができ、サブマ
ウント上に取り付けられる光ファイバ等の光軸と精度良
く位置合わせできるようになる。

【０１３８】(7) また、低くするのはストライプを含
む領域と接合材阻止領域に対向するサブマウントの部分
とせず、接合材阻止領域に対向するサブマウントの部分
のみ低くし、ストライプを含む領域部分はサブマウント
に近接させるようにした。

【０１３９】このようにすると、接合材阻止領域はサブ
マウントに接することがなく、ストライプ上の電極はサ
ブマウントには固定されない状態でサブマウントに接触
しているだけか、少々の間隙を空けてサブマウントに対
向している状態になり、これにより、ストライプ上の電
極は機械的ストレスを受けることなく、しかも、マイグ
レーションの問題も生じないばかりか、ストライプ上の
電極がサブマウントにほぼ接触するほど近く配置されて
いるため、素子の放熱が良くなるといった効果が得られ
る。

【０１４０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものでなく、要旨を変更しない範囲内で適宜、変形し
て実施し得る。例えば、以上の本発明は、発光素子のよ
うなアクティブ光素子のストライプにかかるストレスや
マイグレーションを防止するためのものであるが、その
ような素子を内部に含む光ＩＣにも適用できる。

【０１４１】光ＩＣに適用した場合は、光ＩＣの構成要
素の素子のすべてが、発光素子のようにストレスやマイ
グレーションに弱いとは限らない。従って、光ＩＣの場
合、その構成要素のアクティブ素子すべてに本発明を適
用しても良いが、ストレスやマイグレーションに弱い構
成要素の素子については本発明の形態を適用し、強い構
成要素の素子については活性領域上の電極を直接フリッ
プチップボンディングするようにしても良い。

【０１４２】

【発明の効果】以上述べてきたように本発明では、光デ
バイスをサブマウントにフリップチップ実装して光モジ
ュールを作成する場合に、光モジュール内のアクティブ
素子（光素子）のストライプ上の電極を、サブマウント
に直接固定しないようにした。また、ストライプ上の電
極に半田などの接合材が流れないように、接合材阻止領
域を設けるようにした。その結果、ストライプにかかる
ストレスや、接合材のマイグレーションが起こらなくな
り、光デバイスをフリップチップ実装をしても、デバイ
スの劣化が早まらず、長期間の安定した動作が可能とな
る。従って、高信頼な光モジュールを高精度、大量生産
の可能なパッシブアライメント技術によって製造するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の実施の形態の一例を示す図である。

【図２】本発明を説明するための図であって、本発明に
用いる光デバイスの製作プロセスの例を説明するための
図である。

【図３】本発明を説明するための図であって、本発明の
効果の一つを説明するための図である。

【図４】本発明を説明するための図であって、本発明の
光モジュールに使用するＶ溝付きのサブマウントの形態
の一例を示す図である。

【図５】本発明を説明するための図であって、本発明に
よる光モジュールにおける光素子のサブマウントへの実
装例を説明するための図である。

【図６】本発明を説明するための図であって、本発明の
光モジュールにおける光素子のサブマウントへの実装例
を説明するための図である。

【図７】本発明を説明するための図であって、本発明の
第２の実施の形態の一つを示す図である。

【図８】本発明を説明するための図であって、本発明の
光素子における接合材阻止領域の形成例を説明するため
の図である。

【図９】本発明を説明するための図であって、本発明の
光素子における接合材阻止領域の形成例を説明するため
の図である。

【図１０】本発明を説明するための図であって、本発明
の光素子における接合材阻止領域の形成例を説明するた
めの図である。

【図１１】本発明を説明するための図であって、本発明
の光素子における接合材阻止領域の形成例を説明するた
めの図である。

【図１２】本発明を説明するための図であって、接合材
阻止領域を形成した本発明の光素子の別の構成例を示す
図である。

【図１３】本発明を説明するための図であって、本発明
の第３の実施の形態の一つを示す図である。

【図１４】本発明を説明するための図であって、サブマ
ウントにおけるフリップチップボンディング用電極の対
向部分領域だけを膨出させて支持台部を形成し、この支
持台部にてフリップチップボンディング用電極部分を接
合材により接合し、支持するようにした本発明の実施の
形態の一つを示す図である。

【図１５】本発明を説明するための図であって、メサ型
の光素子を使用してサブマウントにフリップチップ実装
する場合での本発明の実施の形態の一つを示す図であ
る。

【図１６】本発明を説明するための図であって、本発明
の第３の実施の形態の一つを示す図である。

【図１７】本発明を説明するための図であって、本発明
の第３の実施の形態の一つを示す図である。

【図１８】従来技術を説明するための図であって、従来
のパッシブアライメント実装による光モジュールの例を
説明するための図である。

【図１９】従来技術を説明するための図であって、従来
の光素子のフリップチップ実装の形態を示す図である。

【図２０】従来技術を説明するための図であって、半田
バンプを用いた従来の実装の例を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１…半導体基板２…ストライプ（活性領域）３‐１，３‐２…電極パッド４…電極５…発光素子６…サブマウント８…接合材９，１６，１８…光素子７…突起部９，１６…光デバイス１０…光ファイバ１１…Ｖ溝１２…デバイス１３…半田バンプ１４…配線パターン１５…接合材阻止領域１７…誘電体１８…光デバイス１９…サブマウント２０，２２，３２…窪み２１…配線バターン２３…マスク２４，３３…突起部２５…半導体基板２６…ストライプ（メサ）２７…突起部２８…溝２９…ストッパー３０…半田をはじく金属による配線３１…ボンデイングワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フリップチップ実装用であって、電気的に
駆動される光デバイスをサブマウント上に実装してなる
光モジュールにおいて、前記光デバイスはフリップチップ実装するための電極パ
ッドを備え、この電極パッドは、当該光デバイスの活性
領域近傍部分の外表面位置より、所定量、突出させた位
置に形成したものであることを特徴とする光モジュー
ル。
【請求項２】前記光モジュールに用いる光素子は、前記
活性領域を含む近傍部分の外表面高さと前記電極パッド
の高さの差の精度を１μｍ以内とすることを特徴とする
請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】フリップチップ実装用であって半導体基板
に形成された活性領域及びこの活性領域近傍外表面に形
成された電極とを有し、この電極を用いて電気的に駆動
させる光デバイスをサブマウント上に実装してなる光モ
ジュールにおいて、前記光デバイスは接合材によりフリップチップ実装する
ための複数の電極パッドを備え、これらの電極パッド
は、当該光デバイスの活性領域近傍部分の外表面位置よ
り、所定量突出させた位置に形成すると共に、特定の電
極パッドは前記電極に至る配線パターンで繋ぎ、かつ、
当該配線パターンには中間には、その表層に、前記接合
材と馴染まない材料による接合材阻止領域が形成されて
いることを特徴とする光モジュール。
【請求項４】前記接合材阻止領域は前記配線パターン上
に誘電体を積層して構成したことを特徴とする請求項３
記載の光モジュール。
【請求項５】前記接合材阻止領域は前記電極パッドより
も引込んだ位置にあることを特徴とする請求項３または
請求項４いずれか一項記載の光モジュール。
【請求項６】電気的に駆動されるアクティブ光デバイス
をサブマウント上にフリップチップ実装してなる光モジ
ュールにおいて、前記サブマウントは、実装される前記光素子の活性領域
上に付けられた電極に対向する領域を、前記光素子のフ
リップチップボンディング用電極パッドに対向する領域
よりも窪ませた構造とすることを特徴とする光モジュー
ル。
【請求項７】電気的に駆動される光デバイスであって、
接合材を用いてサブマウント上にフリップチップ実装さ
れる光デバイスを含む光モジュールにおいて、前記光デバイスにはその活性領域上の素子表面にデバイ
ス駆動用の電極を備えると共に、当該光デバイスにはさ
らに前記素子表面にフリップチップボンディング用電極
パッドを形成し、かつ、前記電極及びこれらのフリップ
チップボンディング用電極のうちの特定の電極との間を
配線パターンで繋ぎ、この配線パターン上には接合材の
進出を妨げる材料を配してなる接合材阻止領域を形成し
て構成し、また、前記サブマウントには、フリップチップ実装され
る前記光デバイスの少なくとも前記接合材阻止領域に対
向する領域および前記活性領域部分の前記電極対向領域
のサブマウント表面領域を前記フリップチップボンディ
ング用電極パッドに対向する領域の前記サブマウント領
域よりも窪ませた構造としたことを特徴とする光モジュ
ール。
【請求項８】電気的に駆動される光デバイスであって、
接合材を用いてサブマウント上にフリップチップ実装さ
れる光デバイスを含む光モジュールにおいて、前記光デバイスにはその活性領域上のデバイス表面にデ
バイス駆動用の電極を備えると共に、当該光デバイスに
はさらに前記デバイス表面にフリップチップボンディン
グ用電極パッドを形成し、かつ、前記電極及びこれらの
フリップチップボンディング用電極のうちの特定の電極
との間を配線パターンで繋ぎ、この配線パターン上には
接合材の進出を妨げる材料を配してなる接合材阻止領域
を形成して構成し、また、前記サブマウントには、フリップチップ実装され
る前記光デバイスの前記接合材阻止領域に対向する領域
のサブマウント表面領域を前記フリップチップボンディ
ング用電極パッドに対向する領域の前記サブマウント領
域よりも窪ませた構造としたことを特徴とする光モジュ
ール。