JPH08264883A - 半導体レーザ・モジュールとその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ・モジュールとその製造方法Info
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- JPH08264883A JPH08264883A JP6578195A JP6578195A JPH08264883A JP H08264883 A JPH08264883 A JP H08264883A JP 6578195 A JP6578195 A JP 6578195A JP 6578195 A JP6578195 A JP 6578195A JP H08264883 A JPH08264883 A JP H08264883A
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- semiconductor device
- lens
- electrode
- silicon substrate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザ・モジュールの構成に係り、レ
ーザ光収斂用レンズを半導体実装基板と一体化してモジ
ュール組立工数削減を図ることを目的とする。 【構成】 背向する前後面が電極 4a,4b で厚さ方向中
間域の幅方向表面中央部近傍に発光領域 4c を持つ半導
体装置４と、表面の片側稜線域に該半導体装置４が実装
し得る大きさの溝が電極 35 を備えて形成され、裏面の
半導体装置実装位置に対応する所定位置に該裏面から突
出するレンズ部31b が形成されたレンズ付半導体装置実
装基板 3′とからなり、該レンズ付半導体装置実装基板
3′の上記溝内の電極 35 に、該電極と対応する電極 4
b が対面し且つレンズ部 31b 側に発光領域 4c が向く
ように配置した上記半導体装置４を実装して構成する。
ーザ光収斂用レンズを半導体実装基板と一体化してモジ
ュール組立工数削減を図ることを目的とする。 【構成】 背向する前後面が電極 4a,4b で厚さ方向中
間域の幅方向表面中央部近傍に発光領域 4c を持つ半導
体装置４と、表面の片側稜線域に該半導体装置４が実装
し得る大きさの溝が電極 35 を備えて形成され、裏面の
半導体装置実装位置に対応する所定位置に該裏面から突
出するレンズ部31b が形成されたレンズ付半導体装置実
装基板 3′とからなり、該レンズ付半導体装置実装基板
3′の上記溝内の電極 35 に、該電極と対応する電極 4
b が対面し且つレンズ部 31b 側に発光領域 4c が向く
ように配置した上記半導体装置４を実装して構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置としてのレー
ザ・ダイオード（以下ＬＤとする）から拡散状に射出す
るレーザ光を収斂または平行化させて光ファイバに結合
せしめるための半導体レーザ・モジュールに係り、特に
レーザ光を収斂または平行化させるためのレンズ部を上
記ＬＤを位置決めして実装する基体と一体化形成してモ
ジュールとしての組立工数の削減による生産性向上を図
った半導体レーザ・モジュールとその製造方法に関す
る。
ザ・ダイオード（以下ＬＤとする）から拡散状に射出す
るレーザ光を収斂または平行化させて光ファイバに結合
せしめるための半導体レーザ・モジュールに係り、特に
レーザ光を収斂または平行化させるためのレンズ部を上
記ＬＤを位置決めして実装する基体と一体化形成してモ
ジュールとしての組立工数の削減による生産性向上を図
った半導体レーザ・モジュールとその製造方法に関す
る。
【０００２】ＬＤと光フアイバや光導波路等を結合せし
めるモジュールは光伝送や高速データ伝送等への適用が
増えるにつれて益々の低コスト化が叫ばれているが、従
来のモジュールではその組立工数の大半がＬＤに対する
レンズ系の配置位置や光軸合わせ等の調整に費やされて
いる現状にあるため、これらの工数を如何に削減するか
が大きな課題となっている。
めるモジュールは光伝送や高速データ伝送等への適用が
増えるにつれて益々の低コスト化が叫ばれているが、従
来のモジュールではその組立工数の大半がＬＤに対する
レンズ系の配置位置や光軸合わせ等の調整に費やされて
いる現状にあるため、これらの工数を如何に削減するか
が大きな課題となっている。
【０００３】
【従来の技術】図４は従来の半導体レーザ・モジュール
の構成例を示す概略図である。本発明に係わる主要部を
光軸に沿う面で断面視した図４で半導体レーザ・モジュ
ール２は、ＬＤがパッケージされたＬＤパッケージ１を
位置決めして収容する有底筒状のケース21と、球レンズ
22が位置決め保持された状態で該ケース21の内径部に挿
入し得るレンズホルダ23、該レンズホルダ23の端面に固
定されて光ファイバ25を位置決めするフランジ付パイブ
24等を主要部材として構成されているものである。
の構成例を示す概略図である。本発明に係わる主要部を
光軸に沿う面で断面視した図４で半導体レーザ・モジュ
ール２は、ＬＤがパッケージされたＬＤパッケージ１を
位置決めして収容する有底筒状のケース21と、球レンズ
22が位置決め保持された状態で該ケース21の内径部に挿
入し得るレンズホルダ23、該レンズホルダ23の端面に固
定されて光ファイバ25を位置決めするフランジ付パイブ
24等を主要部材として構成されているものである。
【０００４】この場合、ＬＤパッケージ１から拡散状に
射出するレーザ光を無駄なく且つ効率的に収斂させまた
は平行化するには、少なくとも該レーザ光の光軸と上記
レンズホルダ23の中心軸ひいては球レンズ22の中心との
軸合わせを確実化すると同時に拡散状に射出する該レー
ザ光を効率よく球レンズ22に入射させるために光軸方向
の確実なる位置合わせが必要なることから、該レンズホ
ルダ23をＸ，Ｙ，Ｚの三次元方向に調整して上記ＬＤパ
ッケージ１の上面（図では右側面）に固定するようにし
ている。
射出するレーザ光を無駄なく且つ効率的に収斂させまた
は平行化するには、少なくとも該レーザ光の光軸と上記
レンズホルダ23の中心軸ひいては球レンズ22の中心との
軸合わせを確実化すると同時に拡散状に射出する該レー
ザ光を効率よく球レンズ22に入射させるために光軸方向
の確実なる位置合わせが必要なることから、該レンズホ
ルダ23をＸ，Ｙ，Ｚの三次元方向に調整して上記ＬＤパ
ッケージ１の上面（図では右側面）に固定するようにし
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる半導体
レーザ・モジュール２ではＬＤパッケージ１と球レンズ
22を保持するレンズホルダ23とが別部品であるため、上
述したレンズホルダ23のＬＤパッケージ１に対する上記
三次元方向の調整に特別な技術を要することとなり、結
果的にモジュールとしての組立と調整に多くの工数が掛
かって生産性の向上を期待することができないと言う問
題があった。
レーザ・モジュール２ではＬＤパッケージ１と球レンズ
22を保持するレンズホルダ23とが別部品であるため、上
述したレンズホルダ23のＬＤパッケージ１に対する上記
三次元方向の調整に特別な技術を要することとなり、結
果的にモジュールとしての組立と調整に多くの工数が掛
かって生産性の向上を期待することができないと言う問
題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、半導体装置
から射出するレーザ光を光ファイバに進入せしめる半導
体レーザ・モジュールであって、背向する前後面に電極
が設けられ該前後方向中間域の幅方向表面中央部近傍に
設けられた発光領域から高さ方向にレーザ光を射出する
上記半導体装置と、シリコン基板素材の表面に形成され
た溝と裏面に形成されたレンズ部とを有するレンズ付半
導体装置実装基板とからなり、該レンズ付半導体装置実
装基板の溝は、前記半導体装置の幅にほぼ等しい幅と該
半導体装置の高さにほぼ等しい深さと該半導体装置の前
後方向長さを越える長さを有し、該溝の長さ方向壁面に
形成された上記シリコン基板素材の表面にまで延出する
電極には、該電極に対応する上記半導体装置の電極が接
するようにまた前記レンズ部側にレーザ光が射出するよ
うに該半導体装置が実装され、前記レンズ部が該半導体
装置の射出光と対応する位置に形成されている半導体レ
ーザ・モジュールによって解決される。
から射出するレーザ光を光ファイバに進入せしめる半導
体レーザ・モジュールであって、背向する前後面に電極
が設けられ該前後方向中間域の幅方向表面中央部近傍に
設けられた発光領域から高さ方向にレーザ光を射出する
上記半導体装置と、シリコン基板素材の表面に形成され
た溝と裏面に形成されたレンズ部とを有するレンズ付半
導体装置実装基板とからなり、該レンズ付半導体装置実
装基板の溝は、前記半導体装置の幅にほぼ等しい幅と該
半導体装置の高さにほぼ等しい深さと該半導体装置の前
後方向長さを越える長さを有し、該溝の長さ方向壁面に
形成された上記シリコン基板素材の表面にまで延出する
電極には、該電極に対応する上記半導体装置の電極が接
するようにまた前記レンズ部側にレーザ光が射出するよ
うに該半導体装置が実装され、前記レンズ部が該半導体
装置の射出光と対応する位置に形成されている半導体レ
ーザ・モジュールによって解決される。
【０００７】また、請求項１記載の半導体レーザ・モジ
ュールの製造方法であって、シリコン基板の片側表面
に、請求項１記載の半導体装置の幅にほぼ等しい幅と該
半導体装置の前後方向長さの２倍を越える長さと該半導
体装置の高さに対応する深さとを持つ角穴を形成する工
程と、該シリコン基板裏面の上記各角穴の長手方向両側
の壁面と対応する各位置近傍の所定位置に該裏面から突
出するレンズ部を形成する工程と、上記各角穴の長手方
向両側の壁面に表面まで延出する電極を形成する工程
と、該電極が形成された該シリコン基板を、少なくとも
上記各角穴の長手方向中心点近傍を通る幅方向に切断し
てレンズ付半導体装置実装基板を形成する工程と、該レ
ンズ付半導体装置実装基板の上記壁面に位置する各電極
に、上記半導体装置を上記レンズ付半導体装置実装基板
の電極に対応する電極が対面し発光点がレンズ部側を向
くように配置して実装する工程、を含める半導体レーザ
・モジュールの製造方法によって解決される。
ュールの製造方法であって、シリコン基板の片側表面
に、請求項１記載の半導体装置の幅にほぼ等しい幅と該
半導体装置の前後方向長さの２倍を越える長さと該半導
体装置の高さに対応する深さとを持つ角穴を形成する工
程と、該シリコン基板裏面の上記各角穴の長手方向両側
の壁面と対応する各位置近傍の所定位置に該裏面から突
出するレンズ部を形成する工程と、上記各角穴の長手方
向両側の壁面に表面まで延出する電極を形成する工程
と、該電極が形成された該シリコン基板を、少なくとも
上記各角穴の長手方向中心点近傍を通る幅方向に切断し
てレンズ付半導体装置実装基板を形成する工程と、該レ
ンズ付半導体装置実装基板の上記壁面に位置する各電極
に、上記半導体装置を上記レンズ付半導体装置実装基板
の電極に対応する電極が対面し発光点がレンズ部側を向
くように配置して実装する工程、を含める半導体レーザ
・モジュールの製造方法によって解決される。
【０００８】
【作用】レーザ光を無駄なく収斂させまたは平行化させ
るためのレンズ部をＬＤを位置決めして添着する基体と
一体化形成すると、レーザ光の光軸とレンズ部の中心と
の三次元方向にわたる調整をなくすことができる。
るためのレンズ部をＬＤを位置決めして添着する基体と
一体化形成すると、レーザ光の光軸とレンズ部の中心と
の三次元方向にわたる調整をなくすことができる。
【０００９】そこで本発明では、 (110)シリコン基板の
片面には上述したＬＤがそのＰ電極全面で添着し得るよ
うな幅と深さの壁面を持つ凹穴を形成すると共に、発光
領域（発光点）が該シリコン基板の他面側を向くように
該壁面に添着された上記ＬＤの該発光点と対応する該シ
リコン基板他面側の領域に該ＬＤからのレーザ光を収斂
しまたは平行化し得る凸のレンズ部を形成した基体を使
用して所要の半導体レーザ・モジュールを構成するよう
にしている。
片面には上述したＬＤがそのＰ電極全面で添着し得るよ
うな幅と深さの壁面を持つ凹穴を形成すると共に、発光
領域（発光点）が該シリコン基板の他面側を向くように
該壁面に添着された上記ＬＤの該発光点と対応する該シ
リコン基板他面側の領域に該ＬＤからのレーザ光を収斂
しまたは平行化し得る凸のレンズ部を形成した基体を使
用して所要の半導体レーザ・モジュールを構成するよう
にしている。
【００１０】このことは、基体における該ＬＤの添着部
となる上記凹穴壁面とレンズ部とが一体化形成されてい
ることから、添着後のＬＤ発光点ひいてはレーザ光光軸
と該レンズ部とが調整なしに合致させられることを意味
する。
となる上記凹穴壁面とレンズ部とが一体化形成されてい
ることから、添着後のＬＤ発光点ひいてはレーザ光光軸
と該レンズ部とが調整なしに合致させられることを意味
する。
【００１１】従って、従来の半導体レーザ・モジュール
で少なくとも必要としたレーザ光光軸と球レンズの中心
間の位置調整作業をレンズホルダ等の機械的部材と共に
なくすことができて、モジュールとしての組立工数や部
材の削減による生産性向上を期待することができる。
で少なくとも必要としたレーザ光光軸と球レンズの中心
間の位置調整作業をレンズホルダ等の機械的部材と共に
なくすことができて、モジュールとしての組立工数や部
材の削減による生産性向上を期待することができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の半導体レーザ・モジュールを
製造方法と共に説明する図（その１）であり、図２は本
発明の半導体レーザ・モジュールを製造方法と共に説明
する図（その２）である。
製造方法と共に説明する図（その１）であり、図２は本
発明の半導体レーザ・モジュールを製造方法と共に説明
する図（その２）である。
【００１３】また図３は他の実施例を説明する図であ
る。先ず、本発明になる半導体レーザ・モジュール３を
図１と図２で順を追って説明する。
る。先ず、本発明になる半導体レーザ・モジュール３を
図１と図２で順を追って説明する。
【００１４】図１の(1) は斜視図(1′) で示す (110)シ
リコン基板31を例えば矢印ａ〜ａ′で切断した断面図で
あり、その表面は通常の熱酸化技術による酸化膜(SiO2)
32で例えば２μm 程度の厚さに被覆されている。
リコン基板31を例えば矢印ａ〜ａ′で切断した断面図で
あり、その表面は通常の熱酸化技術による酸化膜(SiO2)
32で例えば２μm 程度の厚さに被覆されている。
【００１５】そこで、該酸化膜32上に幅が後述するＬＤ
４の幅a1とほぼ等しいb1で長さが該ＬＤ４の厚さa2の２
倍以上のb2である角形の窓が整列するように通常のポジ
形レジストをパターン形成した後、例えば四フッ化炭素
(CF4) 等のガスでドライエッチングすると上述した窓か
ら露出する酸化膜32の領域窓パターン32a としてエッチ
ング除去されるので、上記ポジ形レジストを取り除くこ
とで(2) に示す状態とすることができる。
４の幅a1とほぼ等しいb1で長さが該ＬＤ４の厚さa2の２
倍以上のb2である角形の窓が整列するように通常のポジ
形レジストをパターン形成した後、例えば四フッ化炭素
(CF4) 等のガスでドライエッチングすると上述した窓か
ら露出する酸化膜32の領域窓パターン32a としてエッチ
ング除去されるので、上記ポジ形レジストを取り除くこ
とで(2) に示す状態とすることができる。
【００１６】次いで、例えば“エチレンジアミン＋ピロ
カテコール＋水〔NH2(CH2)2NH2＋C6H4(OH)2 ＋H2O 〕”
の如く面選択性のあるエッチング液を使用し、上記酸化
膜32から露出する (110)シリコン基板面を上記ＬＤ４の
高さa3とほぼ等しい深さb3までエッチングするとほぼ直
方体状の角穴31a を掘ることができるので、上記酸化膜
32を例えばフッ酸(F) で取り除いて(3) に示す状態とす
る。
カテコール＋水〔NH2(CH2)2NH2＋C6H4(OH)2 ＋H2O 〕”
の如く面選択性のあるエッチング液を使用し、上記酸化
膜32から露出する (110)シリコン基板面を上記ＬＤ４の
高さa3とほぼ等しい深さb3までエッチングするとほぼ直
方体状の角穴31a を掘ることができるので、上記酸化膜
32を例えばフッ酸(F) で取り除いて(3) に示す状態とす
る。
【００１７】(3′) はこのときの状態を示した斜視図で
ある。一方、かかるシリコン基板面に該面から突出する
レンズ部を形成する方法は、例えば「電子情報通信学会
・信学技報・ＯＱＥ92-173(1993-02) ・43〜48頁」に記
載された公知技術を利用することで実現することができ
る。
ある。一方、かかるシリコン基板面に該面から突出する
レンズ部を形成する方法は、例えば「電子情報通信学会
・信学技報・ＯＱＥ92-173(1993-02) ・43〜48頁」に記
載された公知技術を利用することで実現することができ
る。
【００１８】すなわち、先ず通常のフォトリソグラフィ
技術によって上記シリコン基板裏面側の上記穴31a の長
さ方向両端の壁面近傍にフォトレジスト33を円形にパタ
ーニング形成して(4) に示す状態とする。
技術によって上記シリコン基板裏面側の上記穴31a の長
さ方向両端の壁面近傍にフォトレジスト33を円形にパタ
ーニング形成して(4) に示す状態とする。
【００１９】そこで該フォトレジスト形成域を例えば 2
00℃程度に加熱して該フォトレジスト33を溶融させる
と、該フォトレジスト33はその表面張力で半球状突起33
a を形成して(5) に示す状態となる。
00℃程度に加熱して該フォトレジスト33を溶融させる
と、該フォトレジスト33はその表面張力で半球状突起33
a を形成して(5) に示す状態となる。
【００２０】次いで、通常のイオンビームエッチングで
該シリコン基板面を一様にエッチングすると、上記フォ
トレジスト33の半球状突起33a とほぼ等しい形状のレン
ズ部31b を該基板面に転写できて(6) の状態にすること
ができる。
該シリコン基板面を一様にエッチングすると、上記フォ
トレジスト33の半球状突起33a とほぼ等しい形状のレン
ズ部31b を該基板面に転写できて(6) の状態にすること
ができる。
【００２１】(6′) はこのときの状態を示した斜視図で
ある。なおこの場合のレンズ部31b の中心線（光軸）31
c はＬＤ４に対応させる意味から、園内拡大図(6″) に
示す如く角穴31a の長手方向端面 31a′から後述する所
定距離“ｃ”だけ内側に位置するように設定する。
ある。なおこの場合のレンズ部31b の中心線（光軸）31
c はＬＤ４に対応させる意味から、園内拡大図(6″) に
示す如く角穴31a の長手方向端面 31a′から後述する所
定距離“ｃ”だけ内側に位置するように設定する。
【００２２】次いで、該シリコン基板全面に厚さ2300Å
程度の酸化膜(SiO2)を形成した後、図２の(7) に示す如
く上記各穴31a の長手方向各片側端面 31a′-1のみが露
出し得る窓34a を備えた蒸着マスク34による角度αの通
常の斜め蒸着技術で、上記片側端面 31a′-1と表面の一
部にチタン(Ti), 金(Au)等の電極35-1をパターン形成す
る。
程度の酸化膜(SiO2)を形成した後、図２の(7) に示す如
く上記各穴31a の長手方向各片側端面 31a′-1のみが露
出し得る窓34a を備えた蒸着マスク34による角度αの通
常の斜め蒸着技術で、上記片側端面 31a′-1と表面の一
部にチタン(Ti), 金(Au)等の電極35-1をパターン形成す
る。
【００２３】続いて、上記各角穴31a の長手方向各他壁
面 31a′-2と表面の一部に同じ蒸着マスク34による逆方
向の斜め蒸着技術で上記同様の電極35-2をパターン形成
すると(8) の状態になる。
面 31a′-2と表面の一部に同じ蒸着マスク34による逆方
向の斜め蒸着技術で上記同様の電極35-2をパターン形成
すると(8) の状態になる。
【００２４】そこで、上記各角穴31a の長手方向各中心
点を結ぶ線A1と該長手方向で隣接する角穴間各中心点を
結ぶ線A2とで該シリコン基板31を例えばダイシング・ソ
ー等で切断して分離することで、レンズ付半導体装置実
装基板３′を(9) で示す斜視図のように得ることができ
る。
点を結ぶ線A1と該長手方向で隣接する角穴間各中心点を
結ぶ線A2とで該シリコン基板31を例えばダイシング・ソ
ー等で切断して分離することで、レンズ付半導体装置実
装基板３′を(9) で示す斜視図のように得ることができ
る。
【００２５】他方、上記各電極35-1, 35-2に添着される
ＬＤ４は上述したように幅a1・前後方向長さ（以下文中
では厚さとする）a2・高さa3の大きを持つ板状で片面に
はＮ電極4aがまた他面にはＰ電極4bがそれぞれ形成され
ていると共に、図示上面中央部のＰ電極側に発光点4cが
設けられているものである。
ＬＤ４は上述したように幅a1・前後方向長さ（以下文中
では厚さとする）a2・高さa3の大きを持つ板状で片面に
はＮ電極4aがまた他面にはＰ電極4bがそれぞれ形成され
ていると共に、図示上面中央部のＰ電極側に発光点4cが
設けられているものである。
【００２６】なお、図１の(6″) で説明したレンズ部31
b の中心線31c と穴31a の長手方向端面 31a′との隔た
り“ｃ”は、上記各電極電極35-1, 35-2の厚さをc1と
し、上記ＬＤ４における発光点4cのＰ電極面からの隔た
りをc2としたときに、“ｃ＝c1＋c2”を満足するように
設定したものである。
b の中心線31c と穴31a の長手方向端面 31a′との隔た
り“ｃ”は、上記各電極電極35-1, 35-2の厚さをc1と
し、上記ＬＤ４における発光点4cのＰ電極面からの隔た
りをc2としたときに、“ｃ＝c1＋c2”を満足するように
設定したものである。
【００２７】そこで、該ＬＤ４のＰ電極4bが上記電極35
-1または35-2と接するように図示矢印Ｂの如く反転させ
た状態で例えば 300℃の熱ボンディング技術等で接続す
ることで、(10)で示すようにＬＤ４が実装された所要の
半導体レーザ・モジュール３を整列した状態で得ること
ができる。
-1または35-2と接するように図示矢印Ｂの如く反転させ
た状態で例えば 300℃の熱ボンディング技術等で接続す
ることで、(10)で示すようにＬＤ４が実装された所要の
半導体レーザ・モジュール３を整列した状態で得ること
ができる。
【００２８】かかる半導体レーザ・モジュール３では、
ＬＤ４の幅a1と基板角穴31a の幅b1がほぼ等しいので特
別な注意を払うことなく容易に位置決めして実装し得る
と共に該ＬＤ４の発光点4cと上述したレンズ部31b の中
心が対応して位置するので、基板側電極35とＬＤ４のＰ
電極4bとの間に所定の電位を印加することで該ＬＤ４の
発光点4cから射出するレーザ光を無駄なくレンズ部31b
に入射させることができて該レーザ光の効率のよい収斂
または平行化を実現することができる。
ＬＤ４の幅a1と基板角穴31a の幅b1がほぼ等しいので特
別な注意を払うことなく容易に位置決めして実装し得る
と共に該ＬＤ４の発光点4cと上述したレンズ部31b の中
心が対応して位置するので、基板側電極35とＬＤ４のＰ
電極4bとの間に所定の電位を印加することで該ＬＤ４の
発光点4cから射出するレーザ光を無駄なくレンズ部31b
に入射させることができて該レーザ光の効率のよい収斂
または平行化を実現することができる。
【００２９】なお図２の(10)で示した半導体レーザ・モ
ジュールは複数の光ファイバに対応し得るようにアレイ
化されているままを示しているが、図５で説明した半導
体レーザ・モジュール２のように１個の光ファイバに対
応させるときには、アレイ化された上記半導体レーザ・
モジュールを個々のモジュール３に切断分離することで
対応させられるので、複数の半導体レーザ・モジュール
３が一括して形成できるメリットがある。
ジュールは複数の光ファイバに対応し得るようにアレイ
化されているままを示しているが、図５で説明した半導
体レーザ・モジュール２のように１個の光ファイバに対
応させるときには、アレイ化された上記半導体レーザ・
モジュールを個々のモジュール３に切断分離することで
対応させられるので、複数の半導体レーザ・モジュール
３が一括して形成できるメリットがある。
【００３０】他の実施例を示した図３は、例えば「日本
オプトメカトロニクス協会発行の雑誌“光技術コンタク
ト”・Vol.30.No12(1992) ・15〜22頁」に記載された公
知技術に基づく平板マイクロレンズを使用して所要の半
導体レーザ・モジュールを構成した場合を示したもので
ある。
オプトメカトロニクス協会発行の雑誌“光技術コンタク
ト”・Vol.30.No12(1992) ・15〜22頁」に記載された公
知技術に基づく平板マイクロレンズを使用して所要の半
導体レーザ・モジュールを構成した場合を示したもので
ある。
【００３１】すなわち図３でこの場合の半導体レーザ・
モジュールは、図１で説明した (110)シリコン基板31を
図１の加工技術を利用して形成したシリコン基板52と上
述した平板マイクロレンズ53とを接着一体化した基板51
をベースとして構成されている。
モジュールは、図１で説明した (110)シリコン基板31を
図１の加工技術を利用して形成したシリコン基板52と上
述した平板マイクロレンズ53とを接着一体化した基板51
をベースとして構成されている。
【００３２】先ず図３の(3-1) は、図１の(1) と等しく
表面が酸化膜(SiO2)32で覆われた (110)シリコン基板31
である。そこで図１の(2) で説明した工程を経て上記酸
化膜(SiO2)32に窓パターン32aを形成して図３の(3-2)
に示す状態とする。
表面が酸化膜(SiO2)32で覆われた (110)シリコン基板31
である。そこで図１の(2) で説明した工程を経て上記酸
化膜(SiO2)32に窓パターン32aを形成して図３の(3-2)
に示す状態とする。
【００３３】次いで、前述したエチレンジアミン・ピロ
カテコール等の面選択性のあるエッチング液で上記窓パ
ターン32a から露出する基板領域を厚さ方向がなくなる
までエッチング除去すると、図１で説明した角穴31a が
貫通した角孔52a に変わったシリコン基板52を(3-3) に
示すように得ることができる。
カテコール等の面選択性のあるエッチング液で上記窓パ
ターン32a から露出する基板領域を厚さ方向がなくなる
までエッチング除去すると、図１で説明した角穴31a が
貫通した角孔52a に変わったシリコン基板52を(3-3) に
示すように得ることができる。
【００３４】一方図の (3-1)′は、例えば透明なガラス
基板53′の表面に蒸着等手段で金属マスク53a を形成し
た後、通常のフォトリソグラフィ技術によって図１のフ
ォトレジスト33と同じ位置にほぼ同じ大きさの開口 53
a′を設けたものである。
基板53′の表面に蒸着等手段で金属マスク53a を形成し
た後、通常のフォトリソグラフィ技術によって図１のフ
ォトレジスト33と同じ位置にほぼ同じ大きさの開口 53
a′を設けたものである。
【００３５】そこで、該基板53′を例えば硝酸タリウム
( TlNO3 ）等の溶融塩に浸したときのイオン交換で、上
記開口 53a′の近傍のみに (3-2)′に示す如き半球状の
レンズ効果域53″を形成することができる。
( TlNO3 ）等の溶融塩に浸したときのイオン交換で、上
記開口 53a′の近傍のみに (3-2)′に示す如き半球状の
レンズ効果域53″を形成することができる。
【００３６】従ってその後金属マスク53a を剥離するこ
とで、図１の(6) におけるレンズ部31b と同じ位置にレ
ンズ効果域53″を備えた平板マイクロレンズ53を (3-
3)′に示すように形成することができる。
とで、図１の(6) におけるレンズ部31b と同じ位置にレ
ンズ効果域53″を備えた平板マイクロレンズ53を (3-
3)′に示すように形成することができる。
【００３７】そこで、該平板マイクロレンズ53の裏面
（図では下面）側が上記シリコン基板52と接するよう
に、各レンズ効果域53″と角孔52a を対応させた位置で
両者をＵＶ硬化性接着剤等で接着一体化させることで、
(3-4) に示す基板51を構成することができる。
（図では下面）側が上記シリコン基板52と接するよう
に、各レンズ効果域53″と角孔52a を対応させた位置で
両者をＵＶ硬化性接着剤等で接着一体化させることで、
(3-4) に示す基板51を構成することができる。
【００３８】なおこの場合のＵＶ硬化性接着剤による接
着を、 1100 ℃程度の熱圧着で接合させても同様の基板
51を得ることができる。そしてこの場合のレンズ効果域
53″の中心線（光軸）と上記角孔長手方向の端面 52a′
とが“ｃ”の隔たりを持っていることは、図１の(6″)
の場合と同様である。
着を、 1100 ℃程度の熱圧着で接合させても同様の基板
51を得ることができる。そしてこの場合のレンズ効果域
53″の中心線（光軸）と上記角孔長手方向の端面 52a′
とが“ｃ”の隔たりを持っていることは、図１の(6″)
の場合と同様である。
【００３９】なお上述した基板51は、図３の(3-1) で示
した (110)シリコン基板31と図３の(3-3)′で示した平
板マイクロレンズ53とを上記手段で接着した後、図１の
(2)で説明した工程で該 (110)シリコン基板31の表面に
窓パターン32a を持つ酸化膜(SiO2)32を形成し、更に
(110)シリコン基板31の露出域を面選択性のあるエッチ
ング液でその厚さがなくなるまでエッチング除去しても
得ることができる。
した (110)シリコン基板31と図３の(3-3)′で示した平
板マイクロレンズ53とを上記手段で接着した後、図１の
(2)で説明した工程で該 (110)シリコン基板31の表面に
窓パターン32a を持つ酸化膜(SiO2)32を形成し、更に
(110)シリコン基板31の露出域を面選択性のあるエッチ
ング液でその厚さがなくなるまでエッチング除去しても
得ることができる。
【００４０】次いで、図２の(7) と(8) で説明した工程
を経た後、図１に示したＬＤ４を図２の(9) 同様に矢印
Ｃのように該基板51に導電接着剤等で添着して実装し、
更に図２で説明したA1,A2 線で切断することで、ＬＤ４
が実装された所要の半導体レーザ・モジュール５を(3-
5) に示すように得ることができる。
を経た後、図１に示したＬＤ４を図２の(9) 同様に矢印
Ｃのように該基板51に導電接着剤等で添着して実装し、
更に図２で説明したA1,A2 線で切断することで、ＬＤ４
が実装された所要の半導体レーザ・モジュール５を(3-
5) に示すように得ることができる。
【００４１】かかる半導体レーザ・モジュール５では、
ＬＤ４実装位置とレンズ効果域53″との間にシリコン基
板の不透明域がないので、例えば可視光線を射出するＬ
ＥＤや可視光線に近い波長光を射出する半導体装置等に
も適用させられるメリットがある。
ＬＤ４実装位置とレンズ効果域53″との間にシリコン基
板の不透明域がないので、例えば可視光線を射出するＬ
ＥＤや可視光線に近い波長光を射出する半導体装置等に
も適用させられるメリットがある。
【００４２】
【発明の効果】上述の如く本発明により、レーザ光を収
斂または平行化させるためのレンズ部を上記ＬＤを位置
決めして添着する基体と一体化形成してモジュールとし
ての組立工数の削減による生産性向上を図った半導体レ
ーザ・モジュールとその製造方法を提供することができ
る。
斂または平行化させるためのレンズ部を上記ＬＤを位置
決めして添着する基体と一体化形成してモジュールとし
ての組立工数の削減による生産性向上を図った半導体レ
ーザ・モジュールとその製造方法を提供することができ
る。
【図１】 本発明の半導体レーザ・モジュールを製造方
法と共に説明する図（その１）。
法と共に説明する図（その１）。
【図２】 本発明の半導体レーザ・モジュールを製造方
法と共に説明する図（その２）。
法と共に説明する図（その２）。
【図３】 他の実施例を説明する図。
【図４】 従来の半導体レーザ・モジュールの構成例を
示す概略図。
示す概略図。
３，５ 半導体レーザ・モジュール ３′,51 レンズ付半導体装置実装基板 ４ レーザ・ダイオード 4a Ｎ電極 4b Ｐ
電極 4c 発光領域（発光点） 31,52 (110)シリコン基板 31a,52a 角穴 31a′,31a′-1,31a′
-2,52a′ 壁面 31b レンズ部 31c 中
心線（光軸) 32 酸化膜 32a 窓
パターン 33 フォトレジスト 33a 半
球状突起 34 蒸着マスク 34a 窓 35, 35-1, 35-2 電極 51 レンズ付半導体装置実装基板 53 平板マイクロレンズ 53′ ガラス基板 53″ レ
ンズ効果域 53a 金属マスク 53a ′ 開口
電極 4c 発光領域（発光点） 31,52 (110)シリコン基板 31a,52a 角穴 31a′,31a′-1,31a′
-2,52a′ 壁面 31b レンズ部 31c 中
心線（光軸) 32 酸化膜 32a 窓
パターン 33 フォトレジスト 33a 半
球状突起 34 蒸着マスク 34a 窓 35, 35-1, 35-2 電極 51 レンズ付半導体装置実装基板 53 平板マイクロレンズ 53′ ガラス基板 53″ レ
ンズ効果域 53a 金属マスク 53a ′ 開口
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体装置から射出するレーザ光を光フ
ァイバに進入せしめる半導体レーザ・モジュールであっ
て、 背向する前後面に電極が設けられ該前後方向中間域の幅
方向表面中央部近傍に設けられた発光領域から高さ方向
にレーザ光を射出する上記半導体装置と、 シリコン基板素材の表面に形成された溝と裏面に形成さ
れたレンズ部とを有するレンズ付半導体装置実装基板と
からなり、 該レンズ付半導体装置実装基板の溝は、前記半導体装置
の幅にほぼ等しい幅と該半導体装置の高さにほぼ等しい
深さと該半導体装置の前後方向長さを越える長さを有
し、 該溝の長さ方向壁面に形成された上記シリコン基板素材
の表面にまで延出する電極には、該電極に対応する上記
半導体装置の電極が接するようにまた前記レンズ部側に
レーザ光が射出するように該半導体装置が実装され、 前記レンズ部が該半導体装置の射出光と対応する位置に
形成されていることを特徴とする半導体レーザ・モジュ
ール。 - 【請求項２】 請求項１記載のレンズ付半導体装置実装
基板が、 半導体装置の高さを越える厚さのブロック状で、該半導
体装置の幅にほぼ等しい幅を保ったまま片側の辺まで延
びる切り欠けが該半導体装置の前後方向長さを越える長
さで形成され、該切り欠け最奥部の壁面に前記表面まで
延出する電極が形成されたシリコン基板と、 該シリコン基板の上記切り欠け最奥部の壁面と対応する
各位置近傍の裏面側所定位置にレンズ部が埋設された平
板マイクロレンズ、 との接合でなることを特徴とする半導体レーザ・モジュ
ール。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体レーザ・モジュー
ルの製造方法であって、 シリコン基板の片側表面に、請求項１記載の半導体装置
の幅にほぼ等しい幅と該半導体装置の前後方向長さの２
倍を越える長さと該半導体装置の高さに対応する深さと
を持つ角穴を形成する工程と、 該シリコン基板裏面の上記各角穴の長手方向両側の壁面
と対応する各位置近傍の所定位置に該裏面から突出する
レンズ部を形成する工程と、 上記各角穴の長手方向両側の壁面に表面まで延出する電
極を形成する工程と、 該電極が形成された該シリコン基板を、少なくとも上記
各角穴の長手方向中心点近傍を通る幅方向に切断してレ
ンズ付半導体装置実装基板を形成する工程と、 該レンズ付半導体装置実装基板の上記壁面に位置する各
電極に、上記半導体装置を上記レンズ付半導体装置実装
基板の電極に対応する電極が対面し発光点がレンズ部側
を向くように配置して実装する工程、 を含めることを特徴とする半導体レーザ・モジュールの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6578195A JPH08264883A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 半導体レーザ・モジュールとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6578195A JPH08264883A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 半導体レーザ・モジュールとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264883A true JPH08264883A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13296931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6578195A Withdrawn JPH08264883A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 半導体レーザ・モジュールとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08264883A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11298046A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-10-29 | Trw Inc | 微小光学半導体レンズの製造方法 |
| WO2011067951A1 (ja) * | 2009-12-03 | 2011-06-09 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 光通信モジュール |
-
1995
- 1995-03-24 JP JP6578195A patent/JPH08264883A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11298046A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-10-29 | Trw Inc | 微小光学半導体レンズの製造方法 |
| WO2011067951A1 (ja) * | 2009-12-03 | 2011-06-09 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 光通信モジュール |
| JPWO2011067951A1 (ja) * | 2009-12-03 | 2013-04-18 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 光通信モジュール |
| JP5505424B2 (ja) * | 2009-12-03 | 2014-05-28 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 光通信モジュール |
| US8882368B2 (en) | 2009-12-03 | 2014-11-11 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Optical communication module |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |