JP2533637B2 - 光電子デバイスとこれに結合された光導波管より成る素子の製造方法 - Google Patents
光電子デバイスとこれに結合された光導波管より成る素子の製造方法Info
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- JP2533637B2 JP2533637B2 JP1050199A JP5019989A JP2533637B2 JP 2533637 B2 JP2533637 B2 JP 2533637B2 JP 1050199 A JP1050199 A JP 1050199A JP 5019989 A JP5019989 A JP 5019989A JP 2533637 B2 JP2533637 B2 JP 2533637B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はレーザ等の光電子デバイスとさらにこのデバ
イスに光結合された、例えば、プレナー導波管又は光フ
ァイバ等の光導波管より成る素子の製造方法に関する。
イスに光結合された、例えば、プレナー導波管又は光フ
ァイバ等の光導波管より成る素子の製造方法に関する。
（発明の背景） いくつかの技術分野、例えば光通信や光センサの技術
分野では、放射源又は検出器等の光デバイスをプレナー
導波管又は光ファイバ等の光導波管に結合する必要があ
る。
分野では、放射源又は検出器等の光デバイスをプレナー
導波管又は光ファイバ等の光導波管に結合する必要があ
る。
レーザ等の光デバイスとこれに結合された光導波管と
より成るパッケージを製造する従来の方法は、一般に、
電気的接続を確立するように光デバイスをマウントし、
又はヘッダに固定し、そして所望程度の光結合を得るよ
うに光ファイバを光デバイスのアクティブ領域に対して
アクティブ整合をとっている。例えば、米国特許第4,11
9,363号及び第4,296,998号を参照されたい。この一般的
な従来の方法に対する変形として、アクティブ整合をと
ることなく光デバイスのアクティブ領域に対して光ファ
イバを適切に整合させる領域を備えたものが知られてい
る。これらの例としては、米国特許第4,326,771号及び
第4,411,057号を参照されたい。
より成るパッケージを製造する従来の方法は、一般に、
電気的接続を確立するように光デバイスをマウントし、
又はヘッダに固定し、そして所望程度の光結合を得るよ
うに光ファイバを光デバイスのアクティブ領域に対して
アクティブ整合をとっている。例えば、米国特許第4,11
9,363号及び第4,296,998号を参照されたい。この一般的
な従来の方法に対する変形として、アクティブ整合をと
ることなく光デバイスのアクティブ領域に対して光ファ
イバを適切に整合させる領域を備えたものが知られてい
る。これらの例としては、米国特許第4,326,771号及び
第4,411,057号を参照されたい。
従来の方法は、固定した光導波管を具備し、光導波管
と光デバイスのアクティブ領域との正確な整合を要する
パッケージの製造にはあまり適していない。本発明はそ
れらの欠点を克服した方法を開示するものである。
と光デバイスのアクティブ領域との正確な整合を要する
パッケージの製造にはあまり適していない。本発明はそ
れらの欠点を克服した方法を開示するものである。
（発明の概要） 本発明の第１の特徴は、光電子デバイスとこれに光結
合された光導波管とより成る素子の製造方法にある。こ
の製造方法は、予備整合された光デバイスを電磁ポンプ
放射に曝して光デバイスから（ホトルミネセンスによっ
て）電磁放射を放出させるステップを具備する。この意
味するところは、少なくとも光デバイスの放射された表
面とアクティブ領域との間の部分はポンプ放射に対して
充分に透明（transparent）であって、ポンプ放射の応
分の量がアクティブ領域に到達してここに吸収されると
いうことである。この製造方法は、更に光デバイスによ
って放出された放射の少なくともある量を適当な手段で
検出するステップを具備する。更に（検出手段からの信
号によって指示されるならば）、光デバイスと光導波管
との相対位置を調節して両者の間に所望程度の光結合を
もたらすステップを具備している。所望程度の光結合を
得た後、光デバイスはその光結合の位置で基板に固定さ
れる。
合された光導波管とより成る素子の製造方法にある。こ
の製造方法は、予備整合された光デバイスを電磁ポンプ
放射に曝して光デバイスから（ホトルミネセンスによっ
て）電磁放射を放出させるステップを具備する。この意
味するところは、少なくとも光デバイスの放射された表
面とアクティブ領域との間の部分はポンプ放射に対して
充分に透明（transparent）であって、ポンプ放射の応
分の量がアクティブ領域に到達してここに吸収されると
いうことである。この製造方法は、更に光デバイスによ
って放出された放射の少なくともある量を適当な手段で
検出するステップを具備する。更に（検出手段からの信
号によって指示されるならば）、光デバイスと光導波管
との相対位置を調節して両者の間に所望程度の光結合を
もたらすステップを具備している。所望程度の光結合を
得た後、光デバイスはその光結合の位置で基板に固定さ
れる。
本発明の他の特徴は、光電子デバイスとこれに光結合
された光導波管とよりなる素子にある。光電子デバイス
は光ポンプによって光電子デバイスが放射を放出できる
タイプの半導体デバイスである。光電子デバイスは金属
被覆層に開口あるいは窓を有しポンプ放射を光電子デバ
イスの半導体に伝達させることができる。
された光導波管とよりなる素子にある。光電子デバイス
は光ポンプによって光電子デバイスが放射を放出できる
タイプの半導体デバイスである。光電子デバイスは金属
被覆層に開口あるいは窓を有しポンプ放射を光電子デバ
イスの半導体に伝達させることができる。
（実施例） 第１図は基板14とその上に形成されたプレナー導波管
16とより成る本発明の素子（10）の一例を示す概略図で
ある。基板は好ましくはシリコン（Si）であるが、例え
ば、ガラス、リチウムニオベート（lithium niobate）
又はGaAs若しくはInP等の他の半導体のように適当な他
の材料でもよい。導波管は通常のものでよいが、好まし
くはシー・エイチ・ヘンリー他（C.H.Henry et al 8−1
2）による米国特許出願に開示されたタイプのものが望
ましい。基板は光ファイバをプレナー導波管16と基板上
において結合状態で固定する手段18をも有している。こ
の手段18は基板をエッチングして形成したＶ溝であっ
て、ジー・イー・ブロンダ（G.E.Blonder 10）による米
国特許出願「基板指示された導波管と整合したコンポー
ネントを具備するデバイス（Device Including a Compo
nent in Alignment with a Substrate−Supported Wave
guide）」に開示されたタイプのものである。素子は、
更に、接合領域（bonding area）15を有する。この領域
はプレナー金属被覆パッドでもよく、又は固定した導波
管16に対して光デバイスを基板上に整合よく接合できる
非プレナープロファイル（non−planar profile）とし
てもよい。接合領域の実施例の一例を第４図の概略図に
おいて示す。基板は、更に、プレナー導波管16と光結合
される第２のプレナー導波管17、概略を図示したフロン
トフェースモニタ接合領域19及びレシーバ接合領域20と
を有している。フロントフェースモニタとレシーバの両
者はこれら領域に各々接合され、第２のプレナー導波管
17に光結合されている。この種の素子は同様にジー・イ
ー・ブロンダ（G.E.Blander 13）による米国特許出願に
開示されている。基板は光ベンチ（optical bench）と
同様の機能を有し、光ベンチの機能をここで参照でき
る。
16とより成る本発明の素子（10）の一例を示す概略図で
ある。基板は好ましくはシリコン（Si）であるが、例え
ば、ガラス、リチウムニオベート（lithium niobate）
又はGaAs若しくはInP等の他の半導体のように適当な他
の材料でもよい。導波管は通常のものでよいが、好まし
くはシー・エイチ・ヘンリー他（C.H.Henry et al 8−1
2）による米国特許出願に開示されたタイプのものが望
ましい。基板は光ファイバをプレナー導波管16と基板上
において結合状態で固定する手段18をも有している。こ
の手段18は基板をエッチングして形成したＶ溝であっ
て、ジー・イー・ブロンダ（G.E.Blonder 10）による米
国特許出願「基板指示された導波管と整合したコンポー
ネントを具備するデバイス（Device Including a Compo
nent in Alignment with a Substrate−Supported Wave
guide）」に開示されたタイプのものである。素子は、
更に、接合領域（bonding area）15を有する。この領域
はプレナー金属被覆パッドでもよく、又は固定した導波
管16に対して光デバイスを基板上に整合よく接合できる
非プレナープロファイル（non−planar profile）とし
てもよい。接合領域の実施例の一例を第４図の概略図に
おいて示す。基板は、更に、プレナー導波管16と光結合
される第２のプレナー導波管17、概略を図示したフロン
トフェースモニタ接合領域19及びレシーバ接合領域20と
を有している。フロントフェースモニタとレシーバの両
者はこれら領域に各々接合され、第２のプレナー導波管
17に光結合されている。この種の素子は同様にジー・イ
ー・ブロンダ（G.E.Blander 13）による米国特許出願に
開示されている。基板は光ベンチ（optical bench）と
同様の機能を有し、光ベンチの機能をここで参照でき
る。
第１図は半導体レーザ11（金属被覆層12及び121、並
びに半導体122）の概略を示している。半導体レーザ11
は接合領域15に置かれて電気的に接続され、かつ、機械
的に固定され、プレナー導波管16と結合関係におかれ
る。レーザは金属被覆層12に窓あるいは開口13を有し、
ポンプ放射を半導体内に導入している。当業者であれば
理解できるように、第１図に示すような基板は、基板上
のすべてのアクティブデバイス（例えば、レーザ、レシ
ーバ及びフロントフェースモニタ）に電気的接続を与え
る手段が必要である。この手段は公知でありそれゆえ図
示されていない。レーザの電気的接続は、通常、上部金
属被覆層への従来のワイヤボンディングによってなされ
る。しかし、互いに電気的に分離された２個の接合パッ
ドより成る接合領域と“底面”に位置する両電気端子を
有したレーザとを使用することもできる。
びに半導体122）の概略を示している。半導体レーザ11
は接合領域15に置かれて電気的に接続され、かつ、機械
的に固定され、プレナー導波管16と結合関係におかれ
る。レーザは金属被覆層12に窓あるいは開口13を有し、
ポンプ放射を半導体内に導入している。当業者であれば
理解できるように、第１図に示すような基板は、基板上
のすべてのアクティブデバイス（例えば、レーザ、レシ
ーバ及びフロントフェースモニタ）に電気的接続を与え
る手段が必要である。この手段は公知でありそれゆえ図
示されていない。レーザの電気的接続は、通常、上部金
属被覆層への従来のワイヤボンディングによってなされ
る。しかし、互いに電気的に分離された２個の接合パッ
ドより成る接合領域と“底面”に位置する両電気端子を
有したレーザとを使用することもできる。
フロントフェースモニタは二種類の機能を有する。即
ち、レーザと導波管16との整合時及びレーザの動作（例
えば出力パワー）のモニタ時に使用できる。前者の場
合、通常、モニタからの信号が最大となるようにレーザ
を配置する。本発明による素子の製造方法は、通常、さ
らに、Si基板とその上のコンポーネントとの実装ステッ
プも含む。この実装ステップは従来の手段で実行でき
る。実装手法の一例は、例えば、上述のジー・イー・ブ
ロンダ（G.E.Blonder 10）による米国特許出願に開示さ
れている。
ち、レーザと導波管16との整合時及びレーザの動作（例
えば出力パワー）のモニタ時に使用できる。前者の場
合、通常、モニタからの信号が最大となるようにレーザ
を配置する。本発明による素子の製造方法は、通常、さ
らに、Si基板とその上のコンポーネントとの実装ステッ
プも含む。この実装ステップは従来の手段で実行でき
る。実装手法の一例は、例えば、上述のジー・イー・ブ
ロンダ（G.E.Blonder 10）による米国特許出願に開示さ
れている。
第２図は本発明の方法の実施例の一例を示す概略図で
ある。加熱台200上にSi基板14が配置されている。この
基板は例えば第１図に示すように設計されたものであ
る。例えば透明真空コレット（transparent vacuum col
let）21等の適当な手段で半導体レーザチップ11を取上
げて、コレットで保持しながらSiチップ上の接合領域上
に置く。当業者には明らかなように、コレットは、正確
な動き（通常x,y及びｚ方向、さらに角運動について）
のできる適当な手段211で駆動される。このような動き
を達成する手段は公知であり（例えば圧電トランスデュ
ーサ）、詳細は図示しない。Si基板上への光デバイスの
初期設置は、手動制御又は自動制御（例えばマイクロプ
ロセッサ）によって行ない得る。
ある。加熱台200上にSi基板14が配置されている。この
基板は例えば第１図に示すように設計されたものであ
る。例えば透明真空コレット（transparent vacuum col
let）21等の適当な手段で半導体レーザチップ11を取上
げて、コレットで保持しながらSiチップ上の接合領域上
に置く。当業者には明らかなように、コレットは、正確
な動き（通常x,y及びｚ方向、さらに角運動について）
のできる適当な手段211で駆動される。このような動き
を達成する手段は公知であり（例えば圧電トランスデュ
ーサ）、詳細は図示しない。Si基板上への光デバイスの
初期設置は、手動制御又は自動制御（例えばマイクロプ
ロセッサ）によって行ない得る。
レーザの初期設置の後、レーザは適切なポンプ放射、
例えばYAGレーザ22からの1.06μｍ放射に曝される。ポ
ンプビームはビームスプリッタ23によって再度方向づけ
られて、適当な手段によって（例えば顕微鏡対物レンズ
24）焦点決めされる。従って、ポンプビームはレーザ11
の金属被覆層内の窓13に向けられる。第２図に示された
装置の一例は、更にビームスプリッタ240、IR TVカメ
ラ250と1.06μｍフィルタ26とを有する。このフィルタ
は、ポンプ放射がオプションとしての光学系（図示せ
ず）を通して最終的に作業者の目に入るのを防止するた
めに備えられる。TVカメラの出力は当業者によく知られ
ている方法で自動初期設置を達成するのに使用できる。
例えばYAGレーザ22からの1.06μｍ放射に曝される。ポ
ンプビームはビームスプリッタ23によって再度方向づけ
られて、適当な手段によって（例えば顕微鏡対物レンズ
24）焦点決めされる。従って、ポンプビームはレーザ11
の金属被覆層内の窓13に向けられる。第２図に示された
装置の一例は、更にビームスプリッタ240、IR TVカメ
ラ250と1.06μｍフィルタ26とを有する。このフィルタ
は、ポンプ放射がオプションとしての光学系（図示せ
ず）を通して最終的に作業者の目に入るのを防止するた
めに備えられる。TVカメラの出力は当業者によく知られ
ている方法で自動初期設置を達成するのに使用できる。
レーザ11の半導体に入ったポンプ放射は、ホトルミネ
センスによってレーザ放射（例えば1.3又は1.5μｍ）の
放出を起す。放出された放射はレーザの最終設置を達成
するのに使用される。通常、初期設置ではレーザのアク
ティブ領域を、固定した導波管16近くに置き、放出され
た放射の少くともある量が導波管16に結合されるように
している。結合された放射の全て又は一部は、例えばフ
ロントフェースモニタ又は外部検出器等の適当な手段に
よって検出される。その後検出器出力を使用してレーザ
を整合させてレーザと導波管との間の所望程度の光結合
をもたらしている。このことは通常レーザの位置が検出
器出力が最大値になるまで調節されたことを意味する。
所望の結合を達成した後、加熱台によってSi基板を加熱
しながら、公知の手段、例えば、ソルダバンプ技術（so
lder bump technique）によってレーザを接合領域に固
定する。
センスによってレーザ放射（例えば1.3又は1.5μｍ）の
放出を起す。放出された放射はレーザの最終設置を達成
するのに使用される。通常、初期設置ではレーザのアク
ティブ領域を、固定した導波管16近くに置き、放出され
た放射の少くともある量が導波管16に結合されるように
している。結合された放射の全て又は一部は、例えばフ
ロントフェースモニタ又は外部検出器等の適当な手段に
よって検出される。その後検出器出力を使用してレーザ
を整合させてレーザと導波管との間の所望程度の光結合
をもたらしている。このことは通常レーザの位置が検出
器出力が最大値になるまで調節されたことを意味する。
所望の結合を達成した後、加熱台によってSi基板を加熱
しながら、公知の手段、例えば、ソルダバンプ技術（so
lder bump technique）によってレーザを接合領域に固
定する。
当業者であれば公知なように、ソルダ接合又は他の接
合は、レーザチップの下側端子と、基板の接合パッドそ
の他の適当な導電領域との間の電気接続を確立するのに
行なわれる。更に、後続の処理によって、レーザチップ
の上側端子と基板の接合パッド等との間の電気接続を公
知の手段によって確立し、レーザに電流が流れるように
している。
合は、レーザチップの下側端子と、基板の接合パッドそ
の他の適当な導電領域との間の電気接続を確立するのに
行なわれる。更に、後続の処理によって、レーザチップ
の上側端子と基板の接合パッド等との間の電気接続を公
知の手段によって確立し、レーザに電流が流れるように
している。
第４図は基板の接合領域の一部の例を詳細に示してい
る。この図は概略図であり、種々の領域は同一尺度でな
いことを理解されたい。（このことは第１図乃至第３図
にもあてはまる）。シリコン基板チップ14の接合領域部
分15は公知の手段（例えばホトリソグラフィとウエット
エッチング）によって処理されて２個の畝状の領域（ri
dge−like features）151を形成している。２個の畝の
間の凹部領域には金属（例えばAu）層152が堆積され
る。プレナー導波管16は、比較的低い屈折率の母材（ma
trix）161に埋込まれた比較的高い屈折率の領域160を有
する。母材は通常SiO2であり、領域160は一例としてホ
スホシリケートガラス（phosphosilicate glass,P−ガ
ラス）である。接合領域151の頂面からの領域160の“高
さ”は、通常、レーザチップの底面とアクティブ領域と
の間の距離に対応するよう設定されていることがわか
る。現時点における好ましい実施例では、レーザはアク
ティブ領域が基板の近くになるように置かれているが、
必ずしもこれに限られるものではない。もしレーザのア
クティブ領域がレーザの頂面側に近い方ならば、接合領
域を基板下方に下げてアクティブ領域が導波管と整合で
きるようにする必要がある。
る。この図は概略図であり、種々の領域は同一尺度でな
いことを理解されたい。（このことは第１図乃至第３図
にもあてはまる）。シリコン基板チップ14の接合領域部
分15は公知の手段（例えばホトリソグラフィとウエット
エッチング）によって処理されて２個の畝状の領域（ri
dge−like features）151を形成している。２個の畝の
間の凹部領域には金属（例えばAu）層152が堆積され
る。プレナー導波管16は、比較的低い屈折率の母材（ma
trix）161に埋込まれた比較的高い屈折率の領域160を有
する。母材は通常SiO2であり、領域160は一例としてホ
スホシリケートガラス（phosphosilicate glass,P−ガ
ラス）である。接合領域151の頂面からの領域160の“高
さ”は、通常、レーザチップの底面とアクティブ領域と
の間の距離に対応するよう設定されていることがわか
る。現時点における好ましい実施例では、レーザはアク
ティブ領域が基板の近くになるように置かれているが、
必ずしもこれに限られるものではない。もしレーザのア
クティブ領域がレーザの頂面側に近い方ならば、接合領
域を基板下方に下げてアクティブ領域が導波管と整合で
きるようにする必要がある。
当業者であれば明らかなように、本発明の技術は広い
応用範囲を有している。レーザをプレナー導波管に整合
させるのに限定するものでなく、他のいかなるデバイス
を整合させるのにも使用できる。それらデバイスは光ポ
ンプ手段によって所定のデバイス領域から放射を放出で
きるものである。それらデバイスは光放出ダイオード、
光増幅器及び光検出器であって、固定した導波管と結合
された状態でデバイスの半導体部分にポンプ放射を導入
できる１又はそれ以上の領域を有すればホトルミネセン
スを起こすことのできるものである。通常この領域は金
属被覆層内の窓（伝達領域）より成る。端的には、本発
明の方法は現時点における好ましい実施例では光放出デ
バイスと光導波管（例えば固定した位置にあるプレナー
導波管又は光ファイバ）との整合に適用している。しか
しながら、原理的にはホトルミネセンスの可能ないかな
るデバイスといかなる固定された対応デバイスとの整合
にも使用できる。
応用範囲を有している。レーザをプレナー導波管に整合
させるのに限定するものでなく、他のいかなるデバイス
を整合させるのにも使用できる。それらデバイスは光ポ
ンプ手段によって所定のデバイス領域から放射を放出で
きるものである。それらデバイスは光放出ダイオード、
光増幅器及び光検出器であって、固定した導波管と結合
された状態でデバイスの半導体部分にポンプ放射を導入
できる１又はそれ以上の領域を有すればホトルミネセン
スを起こすことのできるものである。通常この領域は金
属被覆層内の窓（伝達領域）より成る。端的には、本発
明の方法は現時点における好ましい実施例では光放出デ
バイスと光導波管（例えば固定した位置にあるプレナー
導波管又は光ファイバ）との整合に適用している。しか
しながら、原理的にはホトルミネセンスの可能ないかな
るデバイスといかなる固定された対応デバイスとの整合
にも使用できる。
レーザ以外のデバイスを整合する技術の使用例として
は第３図に概略を示すインライン（in−line）光増幅器
の整合がある。増幅器30は基板31と、これに電気的に接
続され機械的に固定された半導体光増幅器32とより構成
されている。基板は同軸のＶ軸34を有する。Ｖ軸は光フ
ァイバ35及び36の整合に用いられる。光ファイバは各々
のＶ溝に配置され例えばエポキシ（epoxy）又は他の接
着剤の適当な手段によって基板に固定される。光ファイ
バ35及び36の端部の間に増幅器32を初期設置した後、増
幅器は窓37を介して光いポンプ動作を行なう。光増幅器
32のアクティブ領域38から放出されたうちの少なくとも
ある量の放射は光ファイバ内に結合されて適当な手段
（図示せず）によって検出される。増幅器32の位置は、
増幅器と両光ファイバとの間に所望程度の光結合が達成
されたことを検出器出力が指示するまで調節される。次
に増幅器を基板に機械的に固定して電気的に接続して、
完了したアセンブリを実装する。このアセンブリは一例
として光ファイバ通信システムに使用することができ
る。
は第３図に概略を示すインライン（in−line）光増幅器
の整合がある。増幅器30は基板31と、これに電気的に接
続され機械的に固定された半導体光増幅器32とより構成
されている。基板は同軸のＶ軸34を有する。Ｖ軸は光フ
ァイバ35及び36の整合に用いられる。光ファイバは各々
のＶ溝に配置され例えばエポキシ（epoxy）又は他の接
着剤の適当な手段によって基板に固定される。光ファイ
バ35及び36の端部の間に増幅器32を初期設置した後、増
幅器は窓37を介して光いポンプ動作を行なう。光増幅器
32のアクティブ領域38から放出されたうちの少なくとも
ある量の放射は光ファイバ内に結合されて適当な手段
（図示せず）によって検出される。増幅器32の位置は、
増幅器と両光ファイバとの間に所望程度の光結合が達成
されたことを検出器出力が指示するまで調節される。次
に増幅器を基板に機械的に固定して電気的に接続して、
完了したアセンブリを実装する。このアセンブリは一例
として光ファイバ通信システムに使用することができ
る。
（実験例） レーザをSi基板上の（前述したタイプの）薄膜光導波
管と整合させて、第２図において概説した基板に取付け
る。Si基板の接合領域はほぼ第４図に示した構成であ
り、基板は単一モード導波管の平面部を担持する。導波
管のコアは約６μｍの直径であり、コアの中心は畝（ri
dge）151（第４図）の頂面より約４μｍ上方にある。畝
は約５μｍの高さであり、畝の間の金属被覆凹部領域は
約200μｍの幅である。レーザはInGaAsP埋込型ヘテロジ
ャンクションレーザ（GaAsP buried heterojunction la
ser）であり、上側基板面に露出した金属被覆層を有
し、窓を形成するために金属被覆層に75μｍ幅の開口を
有している。下側基板面は従来手法によるソルダバンプ
接合（solder bump bonding）のために用意され、ソル
ダ材料は鉛とすずの共融混合物である。レーザチップを
真空コレットで取上げて接合領域上に置く。従来のＱス
イッチNd:YAGレーザ（1.06μｍ）からの赤外放射を600
μｍコアのシリカマルチモードファイバによって整合装
置に導き、標準の手段によって150μｍのスポットサイ
ズに焦点を合わせて、レーザチップの窓に放射を向け
る。YAGレーザの繰返し周期は約100kHzで平均パワー（p
ower）は約1Wである。ポンプ放射によってチップはレー
ザ光を放出し、半導体レーザ出力のある量はプレナー導
波管に結合される。従来のxyz位置決め器を用いて、切
断端面を有する標準の単一モード光ファイバを位置決め
してプレナー導波管からの放射を受け、この放射を1.06
μｍフィルタに導いた後パワーメータに導く。プレナー
導波管のコアに対するレーザチップの位置を、パワーメ
ータが最大結合を指示するまで、閉ループフィードバッ
クの圧電トランスデューサを有した位置決め台（ニュー
ポート リサーチ コーポレーション（Newport Resear
ch Corporetion）社製）によって変化させる。レーザチ
ップは真空コレットでこの位置に保持され、基板の温度
を従来の加熱台によって約200℃に上昇させてソルダを
流動させる。基板を室温にまで冷却させておいた後も、
パワーメータは最大結合を指示している。従来のテスト
によると、レーザチップはSi基板上に機械的に固定され
電気的に接続されていることを示している。
管と整合させて、第２図において概説した基板に取付け
る。Si基板の接合領域はほぼ第４図に示した構成であ
り、基板は単一モード導波管の平面部を担持する。導波
管のコアは約６μｍの直径であり、コアの中心は畝（ri
dge）151（第４図）の頂面より約４μｍ上方にある。畝
は約５μｍの高さであり、畝の間の金属被覆凹部領域は
約200μｍの幅である。レーザはInGaAsP埋込型ヘテロジ
ャンクションレーザ（GaAsP buried heterojunction la
ser）であり、上側基板面に露出した金属被覆層を有
し、窓を形成するために金属被覆層に75μｍ幅の開口を
有している。下側基板面は従来手法によるソルダバンプ
接合（solder bump bonding）のために用意され、ソル
ダ材料は鉛とすずの共融混合物である。レーザチップを
真空コレットで取上げて接合領域上に置く。従来のＱス
イッチNd:YAGレーザ（1.06μｍ）からの赤外放射を600
μｍコアのシリカマルチモードファイバによって整合装
置に導き、標準の手段によって150μｍのスポットサイ
ズに焦点を合わせて、レーザチップの窓に放射を向け
る。YAGレーザの繰返し周期は約100kHzで平均パワー（p
ower）は約1Wである。ポンプ放射によってチップはレー
ザ光を放出し、半導体レーザ出力のある量はプレナー導
波管に結合される。従来のxyz位置決め器を用いて、切
断端面を有する標準の単一モード光ファイバを位置決め
してプレナー導波管からの放射を受け、この放射を1.06
μｍフィルタに導いた後パワーメータに導く。プレナー
導波管のコアに対するレーザチップの位置を、パワーメ
ータが最大結合を指示するまで、閉ループフィードバッ
クの圧電トランスデューサを有した位置決め台（ニュー
ポート リサーチ コーポレーション（Newport Resear
ch Corporetion）社製）によって変化させる。レーザチ
ップは真空コレットでこの位置に保持され、基板の温度
を従来の加熱台によって約200℃に上昇させてソルダを
流動させる。基板を室温にまで冷却させておいた後も、
パワーメータは最大結合を指示している。従来のテスト
によると、レーザチップはSi基板上に機械的に固定され
電気的に接続されていることを示している。
第１図は本発明による素子の一例を示す概略図であり、 第２図は本発明による方法の実施例の一例を示す概略図
であり、 第３図は本発明によって製造された光増幅器を有する光
ファイバ通信システムの一部を示す概略図であり、そし
て 第４図は本発明の方法の実施に使用して有用なシリコン
（Si）基板上の接合領域の実施例の一例をす概略図であ
る。 （図中符号の説明） 10……素子、11……レーザ、13……窓、14……基板、15
……接合領域、16,17……光導波管、18……Ｖ溝
であり、 第３図は本発明によって製造された光増幅器を有する光
ファイバ通信システムの一部を示す概略図であり、そし
て 第４図は本発明の方法の実施に使用して有用なシリコン
（Si）基板上の接合領域の実施例の一例をす概略図であ
る。 （図中符号の説明） 10……素子、11……レーザ、13……窓、14……基板、15
……接合領域、16,17……光導波管、18……Ｖ溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−213804（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】基板（14）と該基板上の光電子デバイス
（11）と光導波管（16）とより成る素子の製造方法であ
って、 （イ）該デバイスから導波管へ、および／または、該導
波管からデバイスへの放射を結合するような相対位置に
該デバイスと導波管とを設置するように該デバイスを基
板に固定するステップと、そして （ロ）該デバイスに電気的接続を与える手段（15）を備
えるステップとより成り、 該デバイスはホトルミネセンスが可能であり、該製造方
法は更に、 （ハ）ステップ（イ）の前に該デバイスをポンプ放射に
曝してホトルミネセンスによって該デバイスに電磁波の
放出を行なわせるステップと、そして （ニ）該デバイスによって放出された放射の少なくとも
ある量を検出し、もし指示されたならば、該デバイスと
導波管との相対位置を調節して該デバイスと導波管との
間に所望程度の光結合をもたらすステップとより成るこ
とを特徴とする製造方法。 - 【請求項２】該基板はシリコン（Si）であり、該光導波
管はシリコン（Si）上に形成されたプレナー導波管であ
る請求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】該基板はシリコン（Si）であり、該光導波
管はシリコン（Si）上に添設された光ファイバである請
求項１記載の製造方法。 - 【請求項４】該光電子デバイスは、半導体レーザ、半導
体光放出ダイオード、半導体光増幅器、又は半導体放射
検出器である請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方
法。 - 【請求項５】該デバイスによって放出され導波管に結合
された放射を検出する手段を該基板に備えるステップを
さらに有する請求項１乃至４のいずれかに記載の製造方
法。 - 【請求項６】該光電子デバイスは半導体レーザであり、
該素子はさらにプレナー導波管と結合するようにシリコ
ン（Si）上に添設された光ファイバを有する請求項１、
２及び５のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項７】該光電子デバイスは、ポンプ放射をデバイ
スに伝達できるように窓（13）を形成した金属被覆層
（12）を有する請求項１乃至６のいずれかに記載の製造
方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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