JP2003222762A

JP2003222762A - 光モジュール

Info

Publication number: JP2003222762A
Application number: JP2002020775A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Aono; 重雄青野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: JP3801922B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光反射面または素子配設面として平坦性の優
れた面を備えた光路変換体を容易にかつ迅速に提供で
き、さらに、複数の光源を有する面発光素子と複数の光
伝送体との光接続を高効率にし、同時に面発光素子の光
出力を制御できる信頼性の高い光モジュールを提供する
こと。【解決手段】高低差のある低位置面１ａ及び高位置面
１ｂを形成した基板１の低位置面１ａに、複数の発光点
を有する面発光素子５、及び面発光素子５の出射光Ｌ１
を反射させる光路変換体２あるいは光半導体素子を配設
した光路変換体２をそれぞれ配設し、高位置面に形成さ
れ断面がＶ字状を成す搭載用溝６に、光路変換体２から
の反射光Ｌ２を先端８ａに入射させる光ファイバやその
他の光導波路体から成る光伝送体８を配設している光モ
ジュールＭ１とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信及び光情報
通信分野等において使用される光モジュールに関する。

【０００２】

【発明の背景】表面実装型の光伝送モジュールにおい
て、動作電流や温度特性に優れた面発光レーザー（Ｖｅ
ｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉ
ｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ、以下、ＶＣＳＥＬともいう）
の出射光を、所定形状の基体の反射面により光路を変え
て、光ファイバ等の光素子に光学的接続を容易に行わせ
ることが可能である。また、次世代の光情報通信ネット
ワークにおいて、情報伝送容量が増大するため、複数の
光源を有する（アレイ状）面発光レーザーの導入が進
み、基体の反射面となる面に個々の光源に対応する受光
素子を搭載することで、ＶＣＳＥＬの出力監視が容易に
なる。

【０００３】ところで、上述の光路変換体を、光伝送モ
ジュールの基板として好適に用いられる単結晶シリコン
で形成する場合、光路変換体の反射面は基板の異方性エ
ッチングで形成することにより、高精度に平坦な反斜面
を作製できる。

【０００４】しかし、基板を異方性エッチングにより高
精度に平坦な反斜面を作製するには、不純物の少ない基
板を選択しなければならず、そのための製法が限定され
しかもコスト高となる。すなわち、例えばＦＺ（フロー
ティング・ゾーン）法によって製作された、コストの高
い単結晶シリコン基板が選ばれる。これは、例えばＣＺ
（チョコラルスキー）法などの比較的安価な手法によっ
て製作された単結晶シリコン基板は、製法プロセス上、
不純物が混入し、結晶中に欠陥を作りやすいためであ
る。このような欠陥は異方性エッチングの際に、エッチ
ング面にピットが形成され、これにより平坦な反斜面が
作製できない。

【０００５】また、上記ＦＺ法で製作された単結晶シリ
コン基板を用いた場合でも、高精度に平坦な反斜面を作
製するには、エッチング条件を最適化しなければなら
ず、このような最適化は容易ではない。

【０００６】また、受光素子のような光半導体素子を上
記のような光路変換体を利用して搭載する場合、異方性
エッチングで形成された面に搭載することになり、この
面は基板表面に対し傾斜しているので、多数の光半導体
素子を精度良く搭載するのが困難であるという問題が生
じる。

【０００７】また、上記光路変換体を搭載する場合、光
伝送体への光結合効率を向上するために調芯が必要であ
り、さらに、複数の光源を有するために、光モジュール
の搭載プロセスが複雑になるという問題が生じる。

【０００８】また、多数個の光半導体素子を上記のよう
な光路変換体の反射面に搭載する場合、基板表面と接す
るエッチング面に比べて面積が大きくなるために、光路
変換体が不安定になり転倒するという問題が生じる。

【０００９】さらに、光路変換体の実装基板への搭載時
に、光路変換体を実装基板へ加圧・密着させることにな
るため、光路変換体のエッジ部で、受光素子に接続する
電極配線が断線する恐れがあるという問題があった。

【００１０】そこで本発明では、上述の問題を解消し、
光反射面または素子配設面として平坦性の優れた面を備
えた光路変換体を用い、さらに、複数の光源を持つ面発
光素子と光伝送体との光接続を高効率にできる、信頼性
の高い光モジュールを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光モジュールは、高低差のある基板の低位
置面に、複数の発光点を備えた面発光手段と、該面発光
手段の出射光を反射させる柱状の光路変換体とを配設
し、前記基板の高位置面に前記光路変換体からの反射光
を入射させる光伝送体を配設した光モジュールであっ
て、前記光路変換体は、前記基板への配設面が異方性エ
ッチングで形成されているとともに、前記面発光手段の
出射光を反射させる面を非エッチング面とし、且つ所定
方向へ光路変換させる光反射面、または前記面発光手段
の出射光をモニターする受光手段を配設（形成を含む）
させる受光手段配設面としたことを特徴とする。なお、
ここで非エッチング面とは前記異方性エッチングの際の
非エッチング面であり、その前後の工程においてエッチ
ングがなされてもよいこととする。

【００１２】また特に、前記受光手段は、前記面発光手
段の出射光の一部を反射させ前記光伝送体へ入射させる
ように配設する。また、前記光伝送体を覆う固定ブロッ
クを備えるとともに、該固定ブロックと前記光路変換体
とを係合させて、前記面発光手段と前記光伝送体とを位
置合わせするようにしたことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る実施形態の
例について模式的に示した図面に基づき詳細に説明す
る。

【００１４】図１，図２に本発明の光モジュールＭ１，
Ｍ２の断面図を示す。光モジュールＭ１，Ｍ２は、高低
差のある低位置面１ａ及び高位置面１ｂを形成した基板
１の低位置面１ａに、アレイ状に複数の発光点を備えた
面発光手段である面発光素子５、及び面発光素子５の出
射光Ｌ１を反射させる光路変換体２をそれぞれ配設し、
光伝送体固定ブロック３，４および基板１を基板１の高
位置面１ｂ上に積み上げ、光軸に直交する断面形状がＶ
字状を成す搭載用溝６に、光路変換体２からの反射光Ｌ
２を先端８ａに入射させる光ファイバやその他の光導波
路体から成る光伝送体８を配設している。

【００１５】ここで、光路変換体２は異方性エッチング
が可能な材料から成り柱状である。そして、この本体の
上下面２ａ，２ｂはアルカリ水溶液等を用いた異方性エ
ッチングで形成されている。また、非エッチング面であ
る傾斜面２ｃは、面発光素子５からの入射光Ｌ１を所定
方向へ光路変換させるための金属膜９ａ等の反射膜を設
けた光反射面（図１を参照）、または受光素子等の光半
導体素子９ｂを配設（素子の形成を含む）するための素
子配設面（素子形成面）である（図２を参照）。なお、
ここで非エッチング面とは前記異方性エッチングの際の
非エッチング面であり、その前後の工程においてエッチ
ングがなされてもよい。

【００１６】この光路変換体２において、特に本体が単
結晶シリコンまたはそれと同様な結晶構造の半導体材料
から成り、異方性エッチングを施す上下面２ａ，２ｂは
（１１１）面またはその等価な面であり、かつ光反射面
または素子配設面が、（１００）面から［１１０］方向
へ５°〜１５°傾斜させた面（より好適には９°〜１０
°、最適には９．７°）またはその等価な面であり、面
発光素子５からのほぼ垂直な出射光を、光路変換体２の
傾斜面２ｃでほぼ９０°角度またはそれに近い角度で光
路変換させて（略水平方向へ）水平に配設された光伝送
体８へ入射させることができ、効率よく光接続できる。
このように、光反射面は入射光に対してほぼ９０°の角
度で光路変換させるように形成されているとよい。

【００１７】光路変換体２は、以下のようにして製造さ
れる。まず、図３に平面図、図４に図３のＡ−Ａ’線断
面図にて示すように、単結晶ウエハＷの両主面１０，１
３に対し、異方性エッチングの保護を目的とし、フォト
リソグラフィ技術を用いて窒化シリコン膜１１を所定の
領域に形成し、露出面に対しアルカリ水溶液等による異
方性エッチングを施すことにより、両主面１０，１３上
に交互に位置するＶ溝１２を所定方向に複数条に形成す
る。これにより、Ｖ溝１２の両側に形成され断面が平行
四辺形状で厚みが交互に異なる柱状部１４，１５が形成
される。

【００１８】なお、光路変換体２の傾斜面２ｃは、光反
射面または光半導体素子を高精度に配設するため、単結
晶ウエハの両主面１０、１３は、ＭＣＰ（メカノケミカ
ルポリッシュ）により鏡面（算術平均粗さが１０ｎｍ以
下）に研磨されたものを用いる。

【００１９】次に、厚みの小さい方の柱状部１４の両側
に示したラインＤにおいてダイシングを行なうことによ
り除去し、厚みの大きい方の柱状部１５を分離する。な
お、図４において、θ１は４０°〜５０°、θ２は５
９．４°〜６９．４°となる。θ１は４５°に対して±
５°、θ２は６４．４°に対して±５°とするのは、光
ファイバに光を有効に入射させるように、光ファイバの
開口比を考慮して傾きの範囲を±５°とするためであ
る。

【００２０】このようにして得た、柱状をなす本体の非
エッチング面の一部を、入射光を所定方向へ光路変換さ
せるための金属膜９ａを設けた光反射面（図１を参
照）、または光半導体素子９ｂを設ける素子配設面（図
２を参照）とする。

【００２１】面発光素子５は、例えばＶＣＳＥＬアレイ
を用いるが、実装基板表面に対し法線方向に発光してい
る形状でアレイば適用可能である。

【００２２】光伝送体８は、複数の光ファイバで構成さ
れる場合、これを覆う光伝送体固定ブロック３，４で固
定される。なお、この光伝送体は、各種形状の光導波路
体や基板１および光伝送体固定ブロックに直接形成した
光導波路としてもよい。

【００２３】光伝送体固定ブロック３は、以下のように
して製造される。まず、単結晶ウエハの両主面に対し、
酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜あるいは窒化シリコン膜な
どを形成し、所定の領域に露出面を形成する。次に、露
出面に対しＫＯＨ水溶液等のアルカリ水溶液等による異
方性エッチングを施すことにより、両主面上にＶ溝を所
定方向に複数条に形成し、ダイシングで切り分けて作製
する。

【００２４】また、最上段の光伝送体固定ブロック４の
場合は、一主面上に浅溝７を，他主面上にＶ溝を所定方
向に複数条に形成する。このとき、図９に示す浅溝７の
底面における一辺３８の長さは、図７に示す光路変換体
２の一辺の長さＷ１に相当する。その後、中央部をダイ
シングなどの切削加工により、９０°の角度を有するＶ
溝を形成しながら切断し、図９に示す上面の一部に突設
部３９を設けて作製する。

【００２５】さらに、光伝送体固定ブロック３，４の高
さ、および実装基板１の高低差の和は、図７に示す光路
変換体２の高さＨ１に等しくする。

【００２６】そのため、図１５に最終組み上げ図にて示
すように、光伝送体固定ブロック３の浅溝７の底におけ
る一辺部分を、光路変換体２の光反射面の一部に係合さ
せることにより、光路変換体２の転倒を防ぎ、さらに、
光路変換体２の互いに直交するＸ−Ｙ−ＺにおけるＸ方
向において正確な位置決めを可能にし、光路変換体２の
最上面２ａは光伝送体固定ブロック３の最上面３７と同
一平面であるために光路変換体２のＺ方向の位置決めを
可能にし、光伝送体固定ブロック３の突設部３９は、光
路変換体２のＹ方向の位置合わせを可能にする。

【００２７】かくして、異方性エッチング技術を用いた
傾斜面を光反射用の斜面として用いず、鏡面研磨された
ウエハの両主面を光反射面とすることができ、平坦性の
優れた光反射面または素子配設面を備えた、優れた光路
変換体を提供できる。

【００２８】また、光路変換体はウエハプロセスによる
一括作製が可能なため、非常に低コストに作製可能であ
る。

【００２９】また、ウエハ面方位により入射光に対して
所定角度で光路変換させる光路変換体を提供できるた
め、任意の傾斜角を形成でき、面発光素子からの出射光
を効率的に入射光学系へ効率的に入射する光学系を提供
できる。

【００３０】また、受光素子付き光路変換体の一部を光
伝送体固定ブロックの凹部に組み込むことにより、アレ
イ状のＶＣＳＥＬと複数の光伝送体との光接続を高効率
にできる信頼性の高い光モジュールを短時間で容易に作
製することができる。

【００３１】さらに、光路変換体として単結晶シリコン
を用いることにより、光半導体素子をシリコン基板上に
直接形成したり、光半導体素子としてシリコンとは異な
る化合物半導体材料を用いる場合、別の化合物半導体基
板上に複数の光半導体素子を形成し、複数の光路変換体
が形成されたシリコン基板表面へ、一括して貼り合わせ
る接着が可能なため、実装コストを削減した優れた受光
素子付き光路変換体が実現される。

【００３２】次に、本発明に係る他の実施形態について
説明する。

【００３３】図５に示すように、光路変換体２の非エッ
チング面である傾斜面（素子配設面）２ｃに、フォトダ
イオード等の受光素子である光半導体素子を配設する。
光半導体素子は、以下のようにして製造される。まず、
図５（ａ）に断面図にて示すように、例えばＳｉ単結晶
ウエハＷにｐ型基板を用い、ダイシング前の柱状部１５
の主面１０に対し、所定のＳｉＯ２膜あるいはＳｉＮ膜
１１を形成する。

【００３４】次に、図５（ｂ）に断面図にて示すよう
に、露出面に対し、例えばリンを拡散しｎ型領域２１，
２５を形成する。その後、図５（ｃ）、（ｄ）に示すよ
うに、ｐ型領域２２を露出させ、各領域の電極配線を配
設し、図６に平面図にて示すような電極配線の光半導体
素子を有する光反射面を作製する。

【００３５】また、光路変換体２において、その本体の
下面２ｂと素子配設面２ｃとの間、すなわち、素子配設
面２ｃとエッチング面である下面２ｂとの境界部におい
て、オーミックコンタクト用の不純物拡散領域２５が形
成されている。

【００３６】このようにして構成した光路変換体２を用
い、図２に断面図にて示すように、光モジュールＭ２
は、高低差のある低位置面及び高位置面を形成した基板
１の低位置面１ａに、面発光素子５及びこれからの出射
光を反射させる光路変換体２を配設するとともに、前記
高位置面に光路変換体２からの反射光を入射させる光伝
送体８を配設している。なお、光モジュールＭ２におい
て、光路変換体２に光半導体素子９を配設すること以外
の構成は、図１に示す光モジュールＭ１とほぼ同様であ
り、同一構成要素については同一符号を付し説明を省略
する。

【００３７】かくして、光モジュールＭ２によれば、光
モジュールＭ１と同様な効果を奏する上に、異方性エッ
チング技術を用いた傾斜面を光反射用の斜面として用い
ず、鏡面研磨されたウエハの両主面を光半導体素子の素
子配設面とすることができ、平坦性の優れた光反射面ま
たは素子配設面を備えた、優れた光路変換体を提供でき
る。

【００３８】また、素子配設面と光路変換体の下面との
間に所定以上（例えば１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上）の不純物
濃度が拡散されているため、金属薄膜等で形成される受
光素子の電極線路を２面に形成する必要が無くなり、電
気配線が光路変換体のエッジで断線することがない。

【００３９】さらに、受光素子付き光路変換体の一部を
光伝送体固定ブロックの凹部に組み込むことにより、ア
レイ状のＶＣＳＥＬと光を複数の受光素子でモニターに
できる信頼性の高い光モジュールを短時間で容易に実現
される。

【００４０】

【実施例】次に、本発明の光モジュールをより具体化し
た実施例について説明する。＜実施例１＞図１に示す光モジュールＭ１において、単
結晶シリコンから成り高低差のある基板１の低位置面１
ａに光路変換体２及び面発光レーザー５が配設され、基
板１の高位置面１ｂに形成された断面Ｖ字形状の搭載溝
６に光ファイバ８が配設されたものとした。なお、本実
施例ではＶＣＳＥＬの光源を２×３個のアレイで図示し
ているが、それ以外の１次元あるいは他の２次元アレイ
であってもよい。

【００４１】図１０〜図１５について説明する。まず、
図１０に示す基板１は特に材質がＣＺ法で作製されたコ
ストが安いことに特徴のある単結晶シリコンを用いた。
段差は異方性エッチングにより形成し、また、光ファイ
バ４の搭載溝６は異方性エッチングにより形成した。こ
の段差は２００μｍとした。これは、後述の搭載溝のＶ
溝深さよりも深いが、搭載溝はＶ溝形成後にエッチング
が終端し、Ｖ溝深さは変化しないので問題はない。搭載
溝６の深さは、後述する光伝送体固定ブロック４と基板
１の搭載溝６によって光伝送体の光ファイバが４点で固
定され、さらに、基板１と光伝送体固定ブロック４の間
に隙間が出来ないようにするために、例えば直径１２５
μｍのマルチモードファイバーに対して、搭載溝６の深
さを１１５．８μｍとした。なおこの時、搭載溝６の深
さは、ファイバが上下の搭載溝で固定されている場合で
あれば、搭載溝深さは上述以下であれば問題ない。ま
た、後述の搭載溝６の深さも同一とした。

【００４２】次に、図１１に示す面発光レーザーアレイ
５を加圧・密着させ、実装基板１に形成された薄膜半田
（不図示）を溶解・冷却し、基板１上に実装固定した。

【００４３】次に、図１２に示す光ファイバ８を搭載用
溝６上に搭載した。

【００４４】次に、図１３に示す光伝送体固定ブロック
４は、実装基板１上の光ファイバ８を、押圧固定する等
の方法で実装固定すると同時に、光伝送体固定ブロック
４の位置決めに利用した。

【００４５】また、光伝送体固定ブロック４は以下のよ
うにして作製した。例えば厚み４００μｍの単結晶ウエ
ハの両主面に対し、ＬＰＣＶＤ法によりＳｉＮ膜１１を
形成し、フォトリソグラフィ技術により、搭載用Ｖ溝に
露出面を形成した。次に、露出面に対しアルカリ水溶液
等による異方性エッチングを施すことにより、両主面上
にＶ溝１２を所定方向に複数条に形成し、ダイシングに
より個々のブロックに切り分けて光伝送体固定ブロック
４を作製した。

【００４６】次に、図１４に示す光伝送体固定ブロック
３は、光伝送体固定ブロック４上の光ファイバ８を、押
圧固定する等の方法で実装固定すると同時に、光伝送体
固定ブロック３の位置決めに利用した。

【００４７】また、光伝送体固定ブロック３は、以下の
ようにして作製した。図８（ａ）に断面図にて示すよう
に、例えば厚み４００μｍの単結晶ウエハ３０の両主面
３１，３２に対し、ＬＰＣＶＤ法により窒化シリコン膜
３３を形成し、フォトリソグラフィ技術により、搭載用
Ｖ溝の領域３５および光路変換体位置決め用の浅溝領域
３４に露出面を形成した。次に、図８（ｃ）、（ｄ）に
て示すように、露出面に対しアルカリ水溶液等による異
方性エッチングを施すことにより、主面３１上には浅溝
７，主面３２上にはＶ溝を所定方向に複数条に形成し
た。このとき、図９にて示す浅溝７の底の一辺３８は、
図７に示す光路変換体２の一辺Ｗ１の長さに相当する。
その後、図８（ｆ）の側面図にて示すように、中央部を
９０度の角度を有する刃（ブレード）を用いたダイシン
グの切削加工により、Ｖ溝３６を形成しながら切断し、
図９に示すように、浅溝７を形成する面３１に突設部３
９を有する光伝送体固定ブロック３を作製した。

【００４８】次に、図１５に示すように、光路反射体２
は、光伝送体固定ブロック３の浅溝７の一底辺を利用し
て、Ｘ方向へ正確に位置決めした。また、光路反射体２
の上面２ａは、光伝送体固定ブロック４の上面３７と同
一平面となるので、Ｚ方向へ正確に位置決めした。さら
に、光伝送体固定ブロック４の突設部３９を利用し、Ｙ
方向へ正確に位置決めし、最終的に、固定材にはＡｕＳ
ｕ系の半田を用い実装固定した。

【００４９】また、光路変換体２は以下のようにして作
製した。まず、図３に示すように、ＭＣＰにより鏡面に
研磨された表裏面１０，１３が（１００）面から９．７
°傾いた面を有し、厚みが１ｍｍのウエハＷを用い、表
裏面において、フォトリソグラフィー技術およびＬＰＣ
ＶＤ法によるＳｉＮ成膜技術により、［１１０］方向へ
沿って直線状にＳｉＮ膜１１を等間隔に被着形成し、こ
のウエハＷの露出部を水酸化カリウム水溶液に浸すこと
により異方性エッチングを施した。これにより、（１１
１）面及びそれに等価な面が斜面の断面Ｖ字状の溝１２
が形成された。ウエハＷの厚みを１ｍｍとするのは、基
板１の高低差と光伝送体固定ブロック３，４の高さの合
計と同じくするためである。

【００５０】図４に示すように、ウエハＷは（１００）
から前記［１１０］方向へ９．７°傾いているので、傾
斜角θ１は４５°、θ２は６４．４°となる。なお、θ
１は光路を９０°変換するために、θ１＝４５°に設定
する必要があり、この形成は異方性エッチングにより高
精度に形成した。

【００５１】また、４５°斜面を有する光路変換体用柱
状体１５を形成するように、表面１０と裏面１３でフォ
トレジスト１１の形成領域をずらした。

【００５２】次に、フォトレジスト１１をリムーバーに
より除去し、その後、光路変換体用柱状体１５の上下面
１０，１３に光反射膜を形成するべく金属薄膜を形成し
た。ここで、金属薄膜の最上層には反射率の高いＡｕを
用いた。また、この最上層金属膜をウエハＷのシリコン
基体上に有効に形成させるために、最上層金属薄膜とシ
リコン基体の間に下地金属膜としてＣｒ層を用い、シリ
コン基体表面にシリコン酸化膜層を形成した。金属薄膜
の合計膜厚は約１μｍとした。

【００５３】そして、図４に示すラインＤに沿って、ダ
イシングにより切断を行い、個々の光路変換体となるよ
うに切り分けた。その際に、エッチング残部である小さ
い方の柱状部１４が完全に除去され、所定形状の光路変
換体が作製できた。

【００５４】かくして、光モジュールＭ１によれば、光
反斜面はミラー加工された｛１００｝面を利用するの
で、高精度に平坦化された反斜面を実現できる。また、
異方性エッチングにおいてエッチング面を高精度に平坦
化する必要がないことにより、ＦＺ法、ＣＺ法等の各種
の製法で作製したシリコン基板を用いることができ、ま
た、エッチング中に超音波揚動などを行う必要がなく、
エッチング条件の最適化が省けた。また、光路反射体は
シリコンウエハの両面からエッチングを行うことによ
り、断面が略平行四辺形で、光路変換体の上面が平坦に
なることから、光路変換体は光伝送体固定ブロックの一
部を利用し、複数の光源でも、容易に短時間での高精度
の実装も可能となった。

【００５５】＜実施例２＞光路変換体２の作製は実施例
１と同様にして行った。

【００５６】そして、図５（ａ）〜（ｄ）、および図６
に示すように、光路変換体２の斜面２ｃに、光半導体素
子５を以下のようにして配設した。

【００５７】また、図２に示す光モジュールＭ２は、光
路変換体２に光半導体素子２６を配設し、その配線等を
施した以外については、既に説明した光モジュールＭ１
と同様に構成した。

【００５８】この実施例では、図５（ｂ）に示すよう
に、光路変換体２の光反射面である傾斜面２ｃと下面２
ｂの境界部分２５にも、例えばリンを拡散し、不純物濃
度を１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上とした。なおこの時、砒素な
ど半導体の不純物であればリン以外でも良い。

【００５９】次に、光半導体素子のアノード用線路２
３、カソード用線路２４を金属薄膜で形成した。この金
属薄膜は上層／下層で、Ａｕ／Ｃｒとし、その厚みは合
計で約１μｍとした。このとき、各線路の一端は、不純
物拡散領域２５まで配置した。

【００６０】また、光ファイバへの反射する所望の光強
度を得るために、上記の光半導体素子のｎ型領域上の金
属電極は、全面あるいは一部に真空蒸着により作製して
も良い。

【００６１】また、２個のｎ型領域に対して１個のｐ型
領域として共通アノード電極を用いたが、受光素子の性
能を有するようにすれば電極配線はこれ以外でも良い。

【００６２】また、単結晶基板にｐ型を用いたが、ｎ型
を用いてボロンを注入しｐ型領域を形成しても同様の受
光素子が作製できる。

【００６３】また、光半導体素子５は、ＧａＡｓ、Ｉｎ
ＧａＡｓ／ＩｎＰなどの化合物半導体材料でも、また、
ＰＮ型フォトダイオード以外のＰＩＮ型フォトダイオー
ド、アバランシェ・フォト・ダイオードなど、フォトダ
イオードの機能を有するものを貼り合わせの技術を用い
て搭載しても良い。

【００６４】このようにして得た受光素子付き光路変換
体２は、光伝送体固定ブロック３を利用して、正確に位
置決めし実装した。その後、光半導体素子が搭載された
光路変換体と実装基板および光伝送体固定ブロックに対
して３００〜４００℃の熱処理を行い、実装基板上の電
気線路と反射鏡素子の不純物拡散領域をアニールするこ
とによりオーミック接合された。

【００６５】かくして、光モジュールＭ２によれば、光
モジュールＭ１の作用・効果に加えて、以下のような効
果を奏する。受光素子は、シリコン基板表面に固相拡散
やイオン注入などの技術およびフォトリソグラフィ技術
を用いて、シリコンのフォトダイオードを形成すること
により、実装時間の削減・高精度の実装が実現できた。

【００６６】また、ＶＣＳＥＬアレイの個別の出力光を
正確に制御することが可能となった。

【００６７】また、受光素子付き光路変換体の端部に存
在する高濃度の不純物領域を介して、実装基板と受光素
子付き光路変換体の電極が結合される。その結果、受光
素子付き光路変換体のエッジ部に電極が配線されていな
いことから断線することがなくなった。

【００６８】さらに、受光素子付き光路変換体の一部を
光伝送体固定ブロックの凹部に組み込むことにより、ア
レイ状のＶＣＳＥＬと光を複数の受光素子でモニターに
できる信頼性の高い光モジュールを短時間で容易に作製
できた。

【００６９】

【発明の効果】本発明の光モジュールによれば、異方性
エッチング技術を用いた傾斜面を光反射用の斜面として
用いず、鏡面研磨がしやすいウエハの両主面を光反射面
または光半導体素子の素子配設面とすることができ、平
坦性の優れた光反射面または複数の素子配設面を備えた
優れた光路変換体を備えたものであるので、ウエハ面方
位により入射光に対して所定角度で光路変換させるよう
にできるため、面発光素子からの複数の出射光を効率的
に入射光学系へ効率的に光接続できる光モジュールを提
供できる。

【００７０】また、本発明の光路変換体において、素子
配設面に複数の受光素子が配設させることにより、面発
光素子の個々の出射光を精度よくモニタすることができ
るとともに、受光素子からの反射光を効率的に光伝送体
へ入射させることが可能な優れた光モジュールを提供で
きる。

【００７１】また、本発明の光路変換体の下面と素子配
設面との間に、オーミックコンタクト用の不純物拡散領
域を形成すれば、金属薄膜で光半導体素子の電極パター
ンを光路変換体の２面に形成する必要が無くなり、光路
変換体のエッジで金属薄膜の断線がない信頼性に優れた
光モジュールを提供できる。

【００７２】さらに、本発明の光路変換体と光伝送体の
固定ブロックを係合させることにより、複雑な調芯を行
わずに、アレイ状のＶＣＳＥＬと光を複数の光伝送体と
の光接続を高効率にできる信頼性の高い光モジュールを
短時間で容易に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光モジュールを模式的に説明する
断面図である。

【図２】本発明に係る他の光モジュールを模式的に説明
する断面図である。

【図３】本発明に係る光路変換体の製造方法を模式的に
説明するための平面図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ’線断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明に係る他の光
路変換体製造方法を模式的に説明するための断面図であ
る。

【図６】本発明に係る他の光路変換体を模式的に説明す
るための平面図である。

【図７】本発明に係る他の光路変換体を模式的に説明す
るための斜視図である。

【図８】（ａ）、（ｃ）、（ｅ）はそれぞれ本発明に係
る光伝送体固定ブロックを模式的に説明するための製造
方法を模式的に説明するための断面図、（ｂ）、
（ｄ）、（ｆ）はそれぞれ側面図である。

【図９】本発明に係る光伝送体固定ブロックを模式的に
説明するための斜視図である。

【図１０】本発明に係る光モジュールの組み立てを模式
的に説明する斜視図である。

【図１１】本発明に係る光モジュールの組み立てを模式
的に説明する斜視図である。

【図１２】本発明に係る光モジュールの組み立てを模式
的に説明する斜視図である。

【図１３】本発明に係る光モジュールの組み立てを模式
的に説明する斜視図である。

【図１４】本発明に係る光モジュールの組み立てを模式
的に説明する斜視図である。

【図１５】本発明に係る光モジュールの組み立てを模式
的に説明する斜視図である。

【符号の説明】

１：基板１ａ：基板１の低位置面１ｂ：基板１の高位置面２：光路変換体２a、２b：光路変換体の上下面２ｃ：光路変換体の傾斜面３、４：光伝送体固定用ブロック５：面発光素子アレイ６：搭載用溝７：浅溝８：光伝送体８ａ：光伝送体の先端９ａ：金属膜９ｂ：光半導体素子（受光素子、フォトダイオード）１０、１３：単結晶ウエハＷの両主面１１：ＳｉＮ膜１２：Ｖ溝１４，１５：光路変換体用柱状部２１：ｎ型領域２２：ｐ型領域２３：アノード用線路２４：カソード用線路２５：反射面端部ｎ型領域３０：光伝送体固定ブロック作製用単結晶ウエハ３１、３２：光伝送体固定ブロック作製用単結晶ウエハ
Ｗの両主面３３：レジスト３４：浅溝作製領域３５：搭載溝作製領域３６：切削Ｖ溝３７：光伝送体固定ブロック最上面３８：浅溝の一辺３９：突起部Ｄ：ダイシングラインＤ１：浅溝深さＤ２：搭載溝深さＨ１：光路変換体２の高さＬ１，Ｌ２：出射光Ｍ１，Ｍ２：光モジュールＷ：単結晶ウエハＷ１：光路変換体２の一辺Ｗ２：浅溝の一辺Ｘ：光モジュールのＸ方向Ｙ：光モジュールのＹ方向Ｚ：光モジュールのＺ方向 θ１、θ２：エッチング面の傾斜角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高低差のある基板の低位置面に、複数の
発光点を備えた面発光手段と、該面発光手段の出射光を
反射させる柱状の光路変換体とを配設し、前記基板の高
位置面に前記光路変換体からの反射光を入射させる光伝
送体を配設した光モジュールであって、前記光路変換体
は、前記基板への配設面が異方性エッチングで形成され
ているとともに、前記面発光手段の出射光を反射させる
面を非エッチング面とし、且つ所定方向へ光路変換させ
る光反射面、または前記面発光手段の出射光をモニター
する受光手段を配設させる受光手段配設面としたことを
特徴とする光モジュール。
【請求項２】前記受光手段は、前記面発光手段の出射
光の一部を反射させ前記光伝送体へ入射させるように配
設したことを特徴とする請求項１に記載の光モジュー
ル。【請求光３】前記光伝送体を覆う固定ブロックを備え
るとともに、該固定ブロックと前記光路変換体とを係合
させて、前記面発光手段と前記光伝送体とを位置合わせ
するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記
載の光モジュール。