WO2014156936A1 - 光モジュール及び光モジュール製造方法 - Google Patents

光モジュール及び光モジュール製造方法 Download PDF

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充 栗原
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技術研究組合光電子融合基盤技術研究所
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
    • G02B6/4225—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements by a direct measurement of the degree of coupling, e.g. the amount of light power coupled to the fibre or the opto-electronic element

Definitions

  • the present invention relates to an optical module and an optical module manufacturing method.
  • FIG. 7 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an example of a conventional optical module 700.
  • the optical module 700 has a configuration in which an optical waveguide 720 and an optical element mounting base 730 are formed on a substrate 710, and a semiconductor laser 740 is mounted on the base 730 as an optical element.
  • the optical waveguide 720 includes a lower cladding layer 722, a core layer 724, and an upper cladding layer 726.
  • the film thickness of the lower cladding layer 722 of the optical waveguide 720 and the film thickness (height) of the pedestal 730 are the optical axis height of the active layer 742 of the semiconductor laser 740 (substrate 710) when the semiconductor laser 740 is mounted on the pedestal 730.
  • the optical axis height of the core layer 724 of the optical waveguide 720 are equal to each other. Therefore, the optical axis alignment in the height direction (direction perpendicular to the substrate 710) is completed only by placing the semiconductor laser 740 on the base 730.
  • alignment markers are formed on both the semiconductor laser 740 and the substrate 710, and the position of the semiconductor laser 740 is determined by recognizing both images.
  • a method of adjusting is known (for example, see Patent Document 2).
  • the optical axis alignment in the height direction only needs to place the semiconductor laser 740 on the base 730.
  • the semiconductor laser The optical axis height of the active layer 742 of the 740 and the optical axis height of the core layer 724 of the optical waveguide 720 do not coincide with each other.
  • the light is emitted from the active layer 742 of the semiconductor laser 740 and enters the core layer 724 of the optical waveguide 720. The coupling efficiency of the light to be reduced.
  • the present invention has been made in view of the above points, and one of the purposes thereof is an optical module in which an optical element is mounted on a substrate on which an optical waveguide is formed, and the coupling efficiency between the optical waveguide and the optical element is high. It is to realize a high optical module.
  • one embodiment of the present invention includes a substrate, an optical waveguide formed on the substrate, a pedestal formed on the substrate, and a tilted state with respect to the substrate. And an optical element mounted on the pedestal so that the optical axis height matches the optical axis height of the optical waveguide.
  • a length of the pedestal in the optical axis direction is shorter than a length of the optical element in the optical axis direction. It is an optical module installed at the center in the optical axis direction.
  • the pedestal includes a first pedestal installed close to a first side surface along the optical axis of the optical element, and the optical element. And a second pedestal installed in proximity to the second side surface along the optical axis.
  • another aspect of the present invention is the optical module according to the above aspect, wherein the first and second pedestals have an extending portion that extends to the outside of the optical element.
  • a step of forming an optical waveguide and a pedestal on a substrate a step of determining a process error of a relative height between the upper surface of the pedestal and the optical axis of the optical waveguide, The tilt angle of the optical element required to make the optical axis height of the optical element coincide with the optical axis height of the optical waveguide when the element is tilted with respect to the substrate and mounted on the pedestal.
  • An optical module comprising: calculating based on a process error of the relative height; holding the optical element at the tilt angle; and fixing the optical element to the pedestal at the tilt angle. It is a manufacturing method.
  • an optical module in which an optical element is mounted on a substrate on which an optical waveguide is formed, an optical module with high coupling efficiency between the optical waveguide and the optical element can be realized.
  • FIG. 1 is a top view of an optical module 100 according to a first embodiment. It is a flowchart which shows the manufacturing method of the optical module 100 which concerns on 1st Embodiment. It is a top view of the optical module 400 concerning 2nd Embodiment. It is a top view of the optical module 500 which concerns on 3rd Embodiment. It is a section lineblock diagram of optical module 500 concerning a 3rd embodiment. It is a cross-sectional block diagram of the conventional optical module 700.
  • FIG. 1 is a top view of an optical module 100 according to a first embodiment. It is a flowchart which shows the manufacturing method of the optical module 100 which concerns on 1st Embodiment. It is a top view of the optical module 400 concerning 2nd Embodiment. It is a top view of the optical module 500 which concerns on 3rd Embodiment. It is a section lineblock diagram of optical module 500 concerning a 3rd embodiment. It is a cross-sectional block diagram of the conventional optical module 700.
  • FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of the optical module 100 according to the first embodiment of the present invention, and shows a state in which the optical module 100 is cut along a plane perpendicular to the substrate 110 along its optical axis.
  • FIG. 2 is a top view of the optical module 100.
  • the optical module 100 includes a substrate 110, an optical waveguide 120 and a pedestal 130 formed on the substrate 110, and an optical element 140 mounted on the pedestal 130.
  • the optical waveguide 120 is configured by laminating a lower clad layer 122, a core layer 124, and an upper clad layer 126 in this order from the substrate 110 side.
  • the core layer 124 has a linear pattern.
  • An end face 128 perpendicular to the substrate 110 is formed in the optical waveguide 120 by etching or the like.
  • the optical element 140 is a semiconductor laser in this embodiment, and has an active layer 142.
  • the optical element 140 is mounted on the pedestal 130 so that the active layer 142 faces the core layer 124 exposed on the end face 128 of the optical waveguide 120, and is bonded to the substrate 110 by a bonding material 150 such as AuSn solder.
  • the pedestal 130 has a role of adjusting the optical axis height of the optical element 140 to a desired height. That is, the film thickness (height) of the pedestal 130 is such that the optical axis height of the active layer 142 of the optical element 140 is the core layer 124 of the optical waveguide 120 in a state where the optical element 140 is mounted (horizontally) on the pedestal 130.
  • the height is designed to match the height of the optical axis.
  • the actual height h1 ′ of the pedestal 130 is lower or higher than the design value h1 due to, for example, an error in the process of forming the optical waveguide 120 and the pedestal 130. Yes.
  • the optical element 140 is placed on the pedestal 130 as it is (horizontally)
  • the optical axis height of the active layer 142 and the optical axis height of the core layer 124 do not coincide with each other.
  • Optical loss due to optical axis mismatch occurs.
  • the optical element 140 has a height of the end surface of the active layer 142 and a height of the end surface of the core layer 124 of the optical waveguide 120 in a state where the bottom surface thereof is in contact with the top surface of the pedestal 130.
  • the optical element 140 is tilted so that the side closer to the optical waveguide 120 (right side in FIG. 1) becomes higher. .
  • the optical element 140 may be tilted so that the side closer to the optical waveguide 120 is lower. Such an inclination of the optical element 140 is maintained by the bonding material 150 being bonded to the bottom surface of the optical element 140.
  • the inclination angle of the optical element 140 is ⁇
  • the optical element 140 and the pedestal from the end face of the optical element 140 on the optical waveguide 120 side If the length to the contact position with the upper surface 130 is L1, the optical axis height of the active layer 142 of the optical element 140 and the optical axis height of the core layer 124 of the optical waveguide 120 are matched.
  • the optical element 140 is mounted on the pedestal 130 so that the optical axis height of the active layer 142 of the optical element 140 and the optical axis of the core layer 124 of the optical waveguide 120 are increased. Since the heights match, a high coupling efficiency can be realized between the active layer 142 and the core layer 124.
  • the process error of the height of the pedestal 130 is 1 ⁇ m at most, and the tilt angle of the optical element 140 required at this time is approximately 0.2 ° as described above. An angular deviation between the optical axis 142 and the optical axis of the core layer 124 hardly causes a problem.
  • the pedestal 130 in the direction along the optical axis, the pedestal 130 is formed to have a shorter dimension than the optical element 140 and to be positioned at the center of the optical element 140. . Therefore, regardless of whether the actual height h1 'of the pedestal 130 is lower or higher than the design value h1, the optical element 140 can be mounted on the pedestal 130 in an appropriate direction.
  • two pedestals 130 are formed in the vicinity of both side surfaces of the optical element 140. Therefore, the pedestal 130 can stably support the optical element 140, and the contact area between the pedestal 130 and the optical element 140 is small (the vicinity of the center of the optical element 140 is not in contact with the pedestal 130). It is possible to reduce a possibility that a problem that foreign matter enters the contact portion and the optical element 140 floats from the pedestal 130 occurs.
  • the two pedestals 130 are formed in a shape having an extending portion 132 extending and projecting outside the optical element 140 (that is, not in contact with the optical element 140). Yes. Therefore, after mounting the optical element 140 on the pedestal 130, this extension inspection is performed to confirm whether the optical element 140 and the pedestal 130 are in close contact (no foreign matter has entered the contact portion between them). This can be implemented by observing the part 132.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the method for manufacturing the optical module 100 according to the present embodiment.
  • the optical waveguide 120 and the pedestal 130 are formed on the substrate 110 (step S310). Specifically, a lower clad layer 122, a core layer 124, and an upper clad layer 126 are sequentially laminated on the substrate 110, and the end face 128 is exposed by etching to form the optical waveguide 120 and the pedestal 130 is formed.
  • the buried insulating film layer (BOX layer) of the SOI substrate may be used as the lower cladding layer 122 and the Si layer on the surface of the SOI substrate as the core layer 124.
  • the pedestal 130 is formed by etching the same layer as the lower clad layer 122 into the shape of FIG. 2, but the height of the pedestal 130 formed in this way is deviated from the design value as described above.
  • step S320 the actual height (film thickness) of the pedestal 130 formed as described above is measured, and a difference ⁇ h between the height and the design value is obtained (step S320).
  • step S320 the length L1 (design value) from the end face of the optical element 140 on the optical waveguide 120 side to the contact position between the optical element 140 and the upper surface of the pedestal 130.
  • the angle ⁇ h / L1 is calculated (step S330).
  • the deviation ⁇ h from the design value of the height of the pedestal 130 may be constant in the plane of the wafer on which the optical module 100 is manufactured. In such a case, step S320 and step S330 may be performed on one (or more) representative optical modules 100 in the wafer surface.
  • the optical element 140 is tilted to the calculated tilt angle ⁇ and held by the arm of the assembly apparatus, and the optical element 140 is tilted to the tilt angle ⁇ and the desired position in the horizontal direction (the direction parallel to the substrate 110) (ie, the direction is parallel).
  • the optical element 140 is moved to a position above the pedestal 130 on which the optical element 140 is to be mounted (step S340).
  • For alignment in the horizontal direction for example, it is possible to apply a method of recognizing images of alignment markers provided on both the substrate 110 and the optical element 140.
  • the optical element 140 is lowered with the arm as described above until it comes into contact with the bonding material 150, and the bonding material 150 is heated and melted.
  • the bonding material 150 melts the optical element 140 sinks further downward while being tilted, and comes into contact with the pedestal 130 and stops.
  • the optical element 140 is fixed to the pedestal 130 with the inclination angle ⁇ (step S350).
  • FIG. 4 is a top view of an optical module 400 according to the second embodiment of the present invention. Note that the cross-sectional configuration of the optical module 400 is the same as that of the first embodiment described above, so please refer to FIG.
  • the optical module 400 according to the present embodiment is different from the first embodiment in the planar shape of the base 430.
  • the pedestal 430 is formed to extend from one side surface 4402 of the optical element 440 to the other side surface 4404. Even in such a shape, the optical element 440 can be tilted according to the height of the pedestal 430 and mounted on the pedestal 430 as in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a top view of an optical module 500 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram illustrating a state in which the optical module 500 is cut along a plane passing through the optical element 540 perpendicular to the optical axis and perpendicular to the substrate 510.
  • the optical module 500 according to the present embodiment is different from the first and second embodiments in the planar shape of the pedestal 530.
  • the pedestal 530 extends along the side surface 5402 so as to support the lower portion of one side surface 5402 of the optical element 540.
  • a pedestal is not formed below the other side surface 5404 of the optical element 540.
  • the optical element 540 is parallel to the optical axis so that the height of the end surface of the active layer 542 and the height of the end surface of the core layer 524 of the optical waveguide 520 coincide with the bottom surface of the base 530 in contact with the top surface of the base 530. It is mounted on the pedestal 530 by being tilted around a specific axis. The portion of the bottom surface of the optical element 540 that is not in contact with the pedestal 530 is bonded to the bonding material 550, whereby the inclination of the optical element 540 is maintained. In FIG.
  • the optical element 540 is inclined so that the side surface 5402 side (the pedestal 530 side) is low and the side surface 5404 side is high.
  • the optical element 540 may be tilted so that the side surface 5402 side is high and the side surface 5404 side is low.
  • the inclination angle of the optical element 540 is ⁇
  • the active layer 542 of the optical element 540 to the optical element 540 and the upper surface of the pedestal 530 L2 is the tilt angle of the optical element 540 required to make the optical axis height of the active layer 542 of the optical element 540 coincide with the optical axis height of the core layer 524 of the optical waveguide 520.
  • ⁇ sin ⁇ 1 ( ⁇ h / L2) ⁇ h / L2.
  • the optical element 540 is mounted on the pedestal 530 as described above, so that the optical axis height of the active layer 542 of the optical element 540 and the optical axis of the core layer 524 of the optical waveguide 520 are increased. Since the heights match, a high coupling efficiency can be realized between the active layer 542 and the core layer 524.
  • the height h1 of the pedestal has the error ⁇ h.
  • the film thickness h2 of the lower cladding layer and the film thickness h3 of the core layer of the optical waveguide are based on the height of the pedestal as an absolute reference. It may be considered that there is an error ⁇ h.
  • optical module 110 substrate 120 optical waveguide 122 lower clad layer 124 core layer 126 upper clad layer 128 end face 130 pedestal 140 optical element 142 active layer 150 bonding material

Abstract

　光導波路が形成された基板上に光素子を実装した光モジュールにおいて、光導波路と光素子の結合効率が高い光モジュールを実現する。　光モジュール１００は、基板１１０と、基板１１０上に形成された光導波路１２０と、基板１１０上に形成された台座１３０と、基板１１０に対して傾いた状態でその光軸高さが光導波路１２０の光軸高さと一致するように台座１３０上に搭載された光素子１４０と、を備える。

Description

光モジュール及び光モジュール製造方法
　本発明は、光モジュール及び光モジュール製造方法に関する。
　従来、光導波路が形成された基板上に半導体レーザ（ＬＤ）等の光素子を実装した光モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。図７は、従来の光モジュール７００の一例を示す断面構成図である。光モジュール７００は、基板７１０上に光導波路７２０と光素子搭載用の台座７３０とが形成され、この台座７３０上に光素子として半導体レーザ７４０が搭載された構成を有している。光導波路７２０は、下部クラッド層７２２、コア層７２４、及び上部クラッド層７２６からなる。光導波路７２０の下部クラッド層７２２の膜厚、及び台座７３０の膜厚（高さ）は、台座７３０上に半導体レーザ７４０を搭載した時に半導体レーザ７４０の活性層７４２の光軸高さ（基板７１０の表面からの高さ）と光導波路７２０のコア層７２４の光軸高さとが等しくなるような、最適な膜厚に形成されている。そのため、半導体レーザ７４０を台座７３０上に載せるだけで、高さ方向（基板７１０に垂直な方向）の光軸合わせは完了する。なお、水平方向（基板７１０に平行な方向）の光軸合わせを行う方法としては、半導体レーザ７４０と基板７１０の双方にアライメントマーカを形成し、両者を画像認識することによって半導体レーザ７４０の位置を調整する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許第２８２３０４４号公報 特開２００８－２４１７３２号公報
　上述のように、従来の光モジュール７００においては、高さ方向の光軸合わせは半導体レーザ７４０を台座７３０上に載せるだけでよい。しかしながら、例えば光導波路７２０及び台座７３０を形成するプロセスの誤差等に起因して、光導波路７２０の下部クラッド層７２２の膜厚と台座７３０の高さが最適値からずれた場合には、半導体レーザ７４０の活性層７４２の光軸高さと光導波路７２０のコア層７２４の光軸高さが一致しなくなり、その結果、半導体レーザ７４０の活性層７４２から出射して光導波路７２０のコア層７２４へ入射する光の結合効率が低下してしまう。
　本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、光導波路が形成された基板上に光素子を実装した光モジュールにおいて、光導波路と光素子の結合効率が高い光モジュールを実現することにある。
　上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、基板と、前記基板上に形成された光導波路と、前記基板上に形成された台座と、前記基板に対して傾いた状態でその光軸高さが前記光導波路の光軸高さと一致するように前記台座上に搭載された光素子と、を備えた光モジュールである。
　また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記台座の前記光軸方向の長さは、前記光素子の前記光軸方向の長さより短く、前記台座は、前記光素子の前記光軸方向における中央部に設置された、光モジュールである。
　また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記台座は、前記光素子の前記光軸に沿う第１の側面に近接して設置された第１の台座と、前記光素子の前記光軸に沿う第２の側面に近接して設置された第２の台座とを備える、光モジュールである。
　また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記第１及び第２の台座は、前記光素子の外側へ延伸した延伸部を有する、光モジュールである。
　また、本発明の他の一態様は、基板上に光導波路及び台座を形成する工程と、前記台座の上面と前記光導波路の光軸との相対的高さのプロセス誤差を求める工程と、光素子を前記基板に対して傾けて前記台座上に搭載した場合に前記光素子の光軸高さが前記光導波路の光軸高さと一致するようにするのに必要な前記光素子の傾き角を、前記相対的高さのプロセス誤差に基づいて算出する工程と、前記光素子を前記傾き角に保持する工程と、前記光素子を前記傾き角で前記台座に固着させる工程と、を含む光モジュール製造方法である。
　本発明によれば、光導波路が形成された基板上に光素子を実装した光モジュールにおいて、光導波路と光素子の結合効率が高い光モジュールを実現することができる。
第１実施形態に係る光モジュール１００の断面構成図である。 第１実施形態に係る光モジュール１００の上面図である。 第１実施形態に係る光モジュール１００の製造方法を示すフロー図である。 第２実施形態に係る光モジュール４００の上面図である。 第３実施形態に係る光モジュール５００の上面図である。 第３実施形態に係る光モジュール５００の断面構成図である。 従来の光モジュール７００の断面構成図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
　図１は、本発明の第１実施形態に係る光モジュール１００の断面構成図であり、光モジュール１００をその光軸に沿って基板１１０に垂直な面で切断した様子を表す。図２は、光モジュール１００の上面図である。
　光モジュール１００は、基板１１０と、基板１１０上に形成された光導波路１２０及び台座１３０と、台座１３０上に搭載された光素子１４０とを備えて構成されている。光導波路１２０は、基板１１０側から順に、下部クラッド層１２２、コア層１２４、上部クラッド層１２６が積層されて構成されている。コア層１２４は、例えば、直線状のパターンを有する。光導波路１２０には、エッチング等により基板１１０に対して垂直な端面１２８が形成されている。光素子１４０は、本実施形態では半導体レーザであり、活性層１４２を有する。光素子１４０は、活性層１４２が光導波路１２０の端面１２８に露出したコア層１２４と対面するようにして台座１３０上に搭載され、ＡｕＳｎ半田等の接合材１５０によって基板１１０に接合されている。
　台座１３０は、光素子１４０の光軸高さを所望の高さに調整する役割を有している。即ち、台座１３０の膜厚（高さ）は、台座１３０上に光素子１４０を（水平に）搭載した状態において、光素子１４０の活性層１４２の光軸高さが光導波路１２０のコア層１２４の光軸高さと一致するような高さに設計される。台座１３０の高さの設計値（最適値）ｈ１は、光導波路１２０の下部クラッド層１２２の膜厚をｈ２、コア層の膜厚をｈ３、光素子１４０の底面（台座１３０と接する面）から活性層１４２の中心までの高さをｈ４とすると、
　　　　ｈ１＝ｈ２＋ｈ３／２－ｈ４
である。
　しかしながら、本実施形態では、例えば光導波路１２０及び台座１３０を形成するプロセスの誤差等に起因して、台座１３０は、その実際の高さｈ１’が設計値ｈ１よりも低く、又は高く形成されている。この場合、光素子１４０をそのまま（水平に）台座１３０上に載せると、活性層１４２の光軸高さとコア層１２４の光軸高さが一致せず、活性層１４２とコア層１２４の間で光軸の不一致による光学的損失が発生してしまう。
　このような光学的損失の発生を避けるために、光素子１４０は、その底面が台座１３０の上面と接触した状態で活性層１４２の端面の高さと光導波路１２０のコア層１２４の端面の高さが一致するように、基板１１０に対して傾けられて台座１３０上に搭載されている。例えば、図１においては、台座１３０の実際の高さｈ１’は設計値ｈ１よりも低いので、光素子１４０は、光導波路１２０に近い側（図１右側）が高くなる姿勢に傾けられている。反対に、台座１３０の実際の高さｈ１’が設計値ｈ１よりも高い場合には、光素子１４０は、光導波路１２０に近い側が低くなる姿勢に傾ければよい。光素子１４０のこのような傾きは、接合材１５０が光素子１４０の底面と接合していることによって維持されている。
　ここで、光素子１４０の傾き角をθ、台座１３０の実際の高さと設計値との差をΔｈ（＝ｈ１－ｈ１’）、光素子１４０の光導波路１２０側の端面から光素子１４０と台座１３０上面との接触位置までの長さをＬ１とすると、光素子１４０の活性層１４２の光軸高さと光導波路１２０のコア層１２４の光軸高さを一致させるのに必要な光素子１４０の傾き角は、θ＝ｓｉｎ－１（Δｈ／Ｌ１）≒Δｈ／Ｌ１で与えられる。例えば、Ｌ１＝４００μｍ、Δｈ＝１．５μｍとすると、θ≒０．２°となる。
　本実施形態による光モジュール１００は、上記のように光素子１４０が台座１３０上に傾いて搭載されることにより光素子１４０の活性層１４２の光軸高さと光導波路１２０のコア層１２４の光軸高さが一致しているので、活性層１４２とコア層１２４の間において高い結合効率を実現することができる。なお、台座１３０の高さのプロセス誤差はせいぜい１μｍであり、このとき必要な光素子１４０の傾き角は上記の通りおおよそ０．２°であるが、この程度の傾き角であれば、活性層１４２の光軸とコア層１２４の光軸の角度ずれはほとんど問題にならない。
　ここで、図１に示されるように、上記光軸に沿った方向において、台座１３０は、光素子１４０よりも短い寸法を有し且つ光素子１４０の中央部に位置するように形成されている。そのため、台座１３０の実際の高さｈ１’が設計値ｈ１よりも低い場合と高い場合のいずれにおいても、光素子１４０を適切な向きに傾けて台座１３０上に搭載することができる。
　また、図２に示されるように、台座１３０は、光素子１４０の両側面近傍に２つ形成されている。そのため、台座１３０は光素子１４０を安定して支持することができると共に、台座１３０と光素子１４０との接触面積が小さい（光素子１４０の中心付近は台座１３０と接触していない）ことにより、当該接触部分に異物が入り込んで光素子１４０が台座１３０から浮いてしまう不具合が発生するおそれを低減することができる。
　更に、図２に示されるように、上記２つの台座１３０は、光素子１４０の外側に延伸して張り出した（即ち、光素子１４０と接触していない）延伸部１３２を有する形状に形成されている。そのため、光素子１４０を台座１３０上に搭載した後に、光素子１４０と台座１３０が密着しているかどうか（両者の接触部分に異物が入り込んでいないか）を確認するための外観検査を、この延伸部１３２を観察することによって実施することができる。
　次に、上述した光モジュール１００の製造方法を説明する。図３は、本実施形態による光モジュール１００の製造方法を示すフロー図である。
　まず、基板１１０上に光導波路１２０及び台座１３０を形成する（ステップＳ３１０）。具体的には、基板１１０上に下部クラッド層１２２、コア層１２４、上部クラッド層１２６を順に積層し、エッチングにより端面１２８を露出させて光導波路１２０とすると共に台座１３０を形成する。あるいは、ＳＯＩ基板を利用して、ＳＯＩ基板の埋め込み絶縁膜層（ＢＯＸ層）を下部クラッド層１２２、ＳＯＩ基板表面のＳｉ層をコア層１２４として用いてもよい。台座１３０は、下部クラッド層１２２と同一の層を図２の形状にエッチングすることにより形成されるが、このように形成された台座１３０の高さは、上述した通り設計値からずれている。
　次に、上記のようにして形成された台座１３０の実際の高さ（膜厚）を測定し、その高さと設計値との差Δｈを求める（ステップＳ３２０）。次に、求めた差Δｈと、光素子１４０の光導波路１２０側の端面から光素子１４０と台座１３０上面との接触位置までの長さＬ１（設計値）とから、光素子１４０の必要な傾き角θ≒Δｈ／Ｌ１を算出する（ステップＳ３３０）。なお、台座１３０の高さの設計値からのずれΔｈは、光モジュール１００を作製するウェハの面内で一定の場合がある。そのような場合には、ステップＳ３２０及びステップＳ３３０は、ウェハ面内の代表的な１つ（又は複数）の光モジュール１００について実施すればよい。
　次に、光素子１４０を上記算出した傾き角θに傾けてアセンブリ装置のアームで保持し、光素子１４０を傾き角θに傾けたまま水平方向（基板１１０に平行な方向）の望ましい位置（即ち、光素子１４０を搭載すべき台座１３０の上方）へ移動させる（ステップＳ３４０）。水平方向の位置合わせには、例えば、基板１１０と光素子１４０の双方に設けられたアライメントマーカを画像認識する手法を適用することが可能である。
　次に、光素子１４０をアームで上記のように傾けたまま接合材１５０と接触するまで下降させ、接合材１５０を加熱して溶融させる。接合材１５０が溶融することにより、光素子１４０は傾いたまま更に下方に沈み込んで、台座１３０に当接して停止する。接合材１５０が冷却されると、光素子１４０は傾き角θを有した状態で台座１３０に固着される（ステップＳ３５０）。
＜第２実施形態＞
　図４は、本発明の第２実施形態に係る光モジュール４００の上面図である。なお、光モジュール４００の断面構成は上述した第１実施形態と同じであるので、図１を参照されたい。
　本実施形態による光モジュール４００は、台座４３０の平面形状が第１実施形態と異なっている。台座４３０は、光素子４４０の一方の側面４４０２から他方の側面４４０４にわたって延在して形成されている。このような形状であっても、第１実施形態と同じように、光素子４４０を台座４３０の高さに応じて傾けて台座４３０上に搭載することができる。
＜第３実施形態＞
　図５は、本発明の第３実施形態に係る光モジュール５００の上面図である。図６は、光モジュール５００を、その光軸に垂直且つ基板５１０に垂直な光素子５４０を通る面で切断した様子を表す断面構成図である。
　本実施形態による光モジュール５００は、台座５３０の平面形状が第１及び第２実施形態と異なっている。台座５３０は、光素子５４０の一方の側面５４０２下部を支持するように当該側面５４０２に沿って延在して形成されている。光素子５４０の他方の側面５４０４下部には台座は形成されていない。
　光素子５４０は、台座５３０側の底面が台座５３０の上面と接触した状態で活性層５４２の端面の高さと光導波路５２０のコア層５２４の端面の高さが一致するように、光軸に平行な軸の周りに傾けられて台座５３０に搭載されている。光素子５４０の底面のうち台座５３０と接触していない部分は接合材５５０と接合されており、これによって光素子５４０の傾きが維持されている。図６においては、台座５３０の実際の高さｈ１’は設計値ｈ１よりも低いので、光素子５４０は、側面５４０２側（台座５３０側）が低く、側面５４０４側が高くなる姿勢に傾けられている。反対に、台座５３０の実際の高さｈ１’が設計値ｈ１よりも高い場合には、光素子５４０は、側面５４０２側が高く、側面５４０４側が低くなる姿勢に傾ければよい。
　ここで、光素子５４０の傾き角をθ、台座５３０の実際の高さと設計値との差をΔｈ（＝ｈ１－ｈ１’）、光素子５４０の活性層５４２から光素子５４０と台座５３０上面との接触位置までの長さをＬ２とすると、光素子５４０の活性層５４２の光軸高さと光導波路５２０のコア層５２４の光軸高さを一致させるのに必要な光素子５４０の傾き角は、第１実施形態と同様、θ＝ｓｉｎ－１（Δｈ／Ｌ２）≒Δｈ／Ｌ２で与えられる。
　本実施形態による光モジュール５００も、上記のように光素子５４０が台座５３０上に傾いて搭載されることにより光素子５４０の活性層５４２の光軸高さと光導波路５２０のコア層５２４の光軸高さが一致しているので、活性層５４２とコア層５２４の間において高い結合効率を実現することができる。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更が可能である。
　例えば、上述した実施形態では台座の高さｈ１が誤差Δｈを有すると考えたが、台座の高さを絶対的な基準にとって、光導波路の下部クラッド層の膜厚ｈ２やコア層の膜厚ｈ３に誤差Δｈが存在していると考えてもよい。
１００　光モジュール
１１０　基板
１２０　光導波路
１２２　下部クラッド層
１２４　コア層
１２６　上部クラッド層
１２８　端面
１３０　台座
１４０　光素子
１４２　活性層
１５０　接合材
 

Claims (5)

  1. 　基板と、
    　前記基板上に形成された光導波路と、
    　前記基板上に形成された１又は複数の台座と、
    　前記基板に対して傾いた状態でその光軸高さが前記光導波路の光軸高さと一致するように前記１又は複数の台座上に搭載された光素子と、
    　を備えた光モジュール。
  2. 　前記１又は複数の台座の前記光軸方向の長さは、前記光素子の前記光軸方向の長さより短く、前記１又は複数の台座は、前記光素子の前記光軸方向における中央部に設置された、請求項１に記載の光モジュール。
  3. 　前記台座は、前記光素子の前記光軸に沿う第１の側面に近接して設置された第１の台座と、前記光素子の前記光軸に沿う第２の側面に近接して設置された第２の台座とを備える、請求項２に記載の光モジュール。
  4. 　前記第１及び第２の台座は、前記光素子の外側へ延伸した延伸部を有する、請求項３に記載の光モジュール。
  5. 　基板上に光導波路及び１又は複数の台座を形成する工程と、
    　前記１又は複数の台座の上面と前記光導波路の光軸との相対的高さのプロセス誤差を求める工程と、
    　光素子を前記基板に対して傾けて前記１又は複数の台座上に搭載した場合に前記光素子の光軸高さが前記光導波路の光軸高さと一致するようにするのに必要な前記光素子の傾き角を、前記相対的高さのプロセス誤差に基づいて算出する工程と、
    　前記光素子を前記傾き角に保持する工程と、
    　前記光素子を前記傾き角で前記１又は複数の台座に固着させる工程と、
    　を含む光モジュール製造方法。
     
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