JP2013029826A - 光デバイス及び光デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の光素子(3)と、第1の光素子と光学的に結合する第2の光素子(20)と、第1の光素子及び第2の光素子が搭載された第1のシリコン基板(10)とを有し、第2の光素子は第2のシリコン基板(21)及び第2のシリコン基板と貼り合わされた導波路基板(30)を含み、第2の光素子は導波路基板が第1のシリコン基板に向かい合う状態で第1のシリコン基板上に搭載されている光デバイス(1)。
【選択図】図2
Description
また、本発明は、光素子の位置ずれ及び光素子の光導波路の特性変化を抑えることを可能とした光デバイス及び光デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、光素子の位置ずれ及び光素子の光導波路の特性変化を抑えつつ、シリコン基板上に複数の光素子を集積化することを可能にする光デバイス及び光デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
図1において、レーザ素子3は第1のシリコン基板10から図示しない手段によって駆動電圧の供給を受けると、基本波である赤外光L1を出射する。波長変換素子20の導光路基板30は、内部の光導波路31(図2参照)に赤外光L1が入射されると、光導波路で高調波に変換して、緑色光又は青色光のレーザ光L2を導波路基板30の反対側の出射口から出射する。導光路基板30から出射されたレーザ光L2は、図示しない光ファイバ等によって外部の光学系に伝達されるが、外部の光学系の説明は省略する。
InTiO膜は、酸化インジウムにTiを添加した膜である。特に、1.2μmより長波長側の近赤外光、例えば1.26μmを波長変換し可視光0.63μmに変換するSHG型の波長変換素子に適用する場合は、ITO膜を用いることも可能であるが、InTiO膜を用いる方がより好ましい。InTiO膜は、ITO膜と同程度の導電性を保ったまま長波長領域で、ITO膜よりさらに高透過率、且つ、低吸収率であるからである。
1.熱膨張係数差の残留応力による部品破壊が発生しない。
2.部品に対する熱ストレスがなく部品の機能劣化が生じない。
3.無加熱および固相接合であるため、実装時の位置ずれが生じない。
4.他部品への熱影響が生じない。
5.原子の直接接合であるため、接合層の経時劣化が生じない。
3、52a〜52c レーザ素子
10、51 第1のシリコン基板
11 レーザ素子搭載領域
12 波長変換素子搭載領域
14、15 レジスト膜
20、53a〜53c 波長変換素子
21 第2のシリコン基板
22 透明電極
23 接着層
30 導波路基板
31 光導波路
32 絶縁膜
13a、33a、33b 溝
33c 凸部
34a、34b 平面部
3a、13、35a、35b Au膜
36 空気層
37 櫛歯電極
37a 櫛歯電極本体部
37b 櫛歯電極枝部
38 分極反転領域
39 対向印加電極
40、41 接合部
42 マイクロバンプ
54 ドライバIC
L1 赤外光
L2 レーザ光
Claims (12)
- 第1の光素子と、
前記第1の光素子と光学的に結合する第2の光素子と、
前記第1の光素子及び前記第2の光素子が搭載された第1のシリコン基板とを有し、
前記第2の光素子は、第2のシリコン基板及び前記第2のシリコン基板と貼り合わされた導波路基板を含み、
前記第2の光素子は、前記導波路基板が前記第1のシリコン基板に向かい合う状態で、前記第1のシリコン基板上に搭載されている、
ことを特徴とする光デバイス。 - 前記導波路基板の厚さは、前記第2のシリコン基板の厚さの1/6〜1/400の範囲である、請求項1に記載の光デバイス。
- 前記第1のシリコン基板上に設けられた金属材料からなる接合部を更に有し、前記第2の光素子は、前記接合部に表面活性化接合技術により接合される、請求項1又は2に記載の光デバイス。
- 前記接合部は、マイクロバンプ構造を有する、請求項3に記載の光デバイス。
- 前記金属材料はAuである、請求項3又は4に記載の光デバイス。
- 前記第1の光素子はレーザ素子であり、前記第2の光素子は波長変換素子である、請求項1〜5の何れか一項に記載の光デバイス。
- 第1の光素子と、前記第1の光素子と光学的に結合する第2の光素子とが、第1のシリコン基板に搭載された光デバイスの製造方法であって、
第2のシリコン基板と導波路基板とを貼り合せることによって前記第2の光素子を形成し、
前記第1の光素子を前記第1のシリコン基板に搭載し、
前記第2の光素子を、前記導波路基板が前記第1のシリコン基板に向かい合う状態で、前記第1のシリコン基板に搭載する、
を有することを特徴とする光デバイスの製造方法。 - 前記導波路基板の厚さは、前記第2のシリコン基板の厚さの1/6〜1/400の範囲である、請求項7に記載の光デバイスの製造方法。
- 前記第1のシリコン基板上に金属材料からなる接合部を形成することを更に有し、前記第2の光素子を搭載する際に、前記第2の光素子を前記接合部に表面活性化接合技術によって接合する、請求項7又は8に記載の光デバイスの製造方法。
- 前記接合部は、マイクロバンプ構造を有する、請求項9に記載の光デバイスの製造方法。
- 前記金属材料はAuである、請求項9又は10に記載の光デバイスの製造方法。
- 前記第1の光素子はレーザ素子であり、前記第2の光素子は波長変換素子である、請求項7〜11の何れか一項に記載の光デバイスの製造方法。
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