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JP3508990B2 - Optical element mounting structure - Google Patents

Optical element mounting structure

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Publication number
JP3508990B2
JP3508990B2 JP25965898A JP25965898A JP3508990B2 JP 3508990 B2 JP3508990 B2 JP 3508990B2 JP 25965898 A JP25965898 A JP 25965898A JP 25965898 A JP25965898 A JP 25965898A JP 3508990 B2 JP3508990 B2 JP 3508990B2
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Japan
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heater
electrode
optical
substrate
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裕二 赤堀
邦治 加藤
貴晴 大山
貴 山田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はハイブリッド光集積
基板上に光素子を実装する光素子搭載部構造に関し、ハ
イブリッド光集積基板に実装された光素子の温度を、基
板上に形成したヒーターで発生する熱によって制御する
ようにしたものである。 【0002】 【従来の技術】ハイブリッド光集積基板上の光素子を実
装する従来の光素子搭載部構造を、図13乃至図16に
基づいて説明する。 【0003】図13には薄膜の半田膜を用いた光素子搭
載部構造を表す斜視状態、図14には図13中のXIV-XI
V 線矢視を示してある。 【0004】図に示すように、シリコンからなる基板1
上に石英ガラスによるクラッド層2とその中に埋め込ま
れたコア層3よりなる光導波路が形成され、基板1には
テラス構造4が形成され、テラス構造4の上部を含む素
子搭載部と電気配線部上のクラッド層が除去されてい
る。更に、テラス構造4の上面を覆うように電極5と半
田膜6がこの順番に形成され、電極5はテラス構造4の
外に電気的に接続されている。半導体光素子は、素子表
面に形成された電極8と半田膜6に接するようにテラス
構造4の上に固定される。この時、半導体素子の活性層
9とコア層3の高さが一致するように、テラス構造4の
高さが加工されている。 【0005】図15には半田バンプを用いた光素子搭載
部構造を表す斜視状態、図16には図15中のXVI-XVI
線矢視を示してある。尚、図13、図14に示した部材
と同一部材には同一符号を付してある。 【0006】図に示すように、シリコンからなる基板1
上に石英ガラスによるクラッド層2とその中に埋め込ま
れたコア層3よりなる光導波路が形成され、基板1には
テラス構造4が形成され、テラス構造4を少なくとも二
つの領域に分けるように凹部11が形成されている。ま
た、テラス構造4の上部を含む素子搭載部と電気配線部
のクラッド層が、その面の高さがテラス構造4の上面よ
り低くなるように除去されている。更に、凹部11のク
ラッド表面に電極5が形成され、凹部11において電極
5の一部が露出するように開口部が設けられたガラス薄
膜12が形成されている。ガラス薄膜12の開口部を覆
うように電極13が形成され、電極13の上に半田バン
プ14が形成され、電極5は素子搭載部の外に電気的に
接続されている。半導体光素子7は、素子表面に形成さ
れた電極8が半田バンプ14と接するように、テラス構
造4上に固定される。この時、半導体素子の活性層9
と、コア層3の高さが一致するように、テラス構造4の
高さが加工されている。 【0007】以上の光素子搭載部構造の構成において、
半導体素子の平面方向の位置をガラス導波路と光学的に
結合する方向に位置合わせした後に、半導体素子を搭載
部に固定する。これにより、半導体素子の活性層9と、
ガラス導波路のコア層3を光学的に結合しつつ、光素子
と基板1の間の電気的接続ができる、という光素子搭載
部の機能を実現できる。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図13
乃至図16で示した従来の光素子搭載部構造では、同一
基板に複数の光素子を搭載した場合、光素子の温度を個
別に制御することが困難である、といった問題があっ
た。 【0009】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、搭載した光素子毎に温度を制御することが可能な光
素子搭載部構造を提供することを目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明では、光導波路部
と光素子搭載部と電気配線部とが同一基板上に備えられ
た光素子実装基板であって、光素子搭載部には、基板よ
り順に第1の絶縁体、ヒーター、第2の絶縁体が積層さ
れ、ヒーターの上面を覆うように電極と半田膜がこの順
に蓄積され、半田膜と光素子が電気的に接続されると共
に、電極とヒーターが光素子搭載部の外に電気的に配線
されていることを特徴とする。 【0011】また、光導波路部と光素子搭載部と電気配
線部とが同一基板上に備えられた光素子実装基板であっ
て、光素子搭載部の基板には、上面が平坦な凸部をなす
テラス部とテラス部を二つの領域に分ける凹部とが形成
され、凹部には基板より順に第1の絶縁体、ヒーター、
第2の絶縁体が積層され、テラス部と凹部の上面を覆う
ように電極と半田膜がこの順に積層され、半田膜と光素
子が電気的に接続されると共に、電極とヒーターが光素
子搭載部の外に電気的に配線されていることを特徴とす
る。 【0012】記目的を達成するための請求項に係る
本発明の構成は、光導波路と光素子搭載部と電気配線部
とが同一基板上に備えられた光素子実装基板であって、
光素子搭載部の基板上には、上面が平坦な凸部をなすテ
ラス部とテラス部を二つの領域に分ける凹部とが形成さ
れ、凸部は、そのテラス部の表面が光素子の一部と接触
することによりその上に光素子を搭載し、凹部は、基板
より順に第1の絶縁体、ヒーター、第2の絶縁体、電極
が積層される一方、電極の上に、凹部において電極の一
部が現れるように開口部が形成された第3の絶縁体が積
層され、第3の絶縁体の開口部を含み、且つ開口部より
も広い領域を覆うようにし第2の電極が形成され、更に
第2の電極を覆うように半田膜が形成され、半田膜はそ
の上部に光素子の活性層が配置されるように光素子と電
気的に接続されると共に、電極とヒーターが光素子搭載
部の外に電気的に配線されていることを特徴とする。 【0013】 【発明の実施の形態】本実施形態例による光素子搭載部
構造では、基板上に形成された例えばガラスからなる絶
縁体層の表面にヒーターを形成し、更にそのヒーターの
上部に絶縁層と電極を介して半田膜を形成した構造を有
している。 【0014】本実施形態例による光素子搭載部構造によ
れば、半田膜の上に光素子を固定した後ヒーターを加熱
すると、絶縁層を通して熱が半田膜に伝わり、光素子の
温度を上げることができる。半導体光素子の一部は、ヒ
ーターから離れた絶縁層上に形成された半田膜にも接触
することから、ヒーターから加えられた熱と、素子内で
発生した熱は、ヒーターから離れた半田から基板に放熱
される。 【0015】従って、ヒーターに流す電流の強度によ
り、素子のヒーター直上にある部分の温度を変えること
が可能である。また、複数の素子を搭載するにあたり、
基板からそれを固定するパッケージへの熱抵抗を、搭載
部の間に熱抵抗より十分に小さくすることにより、素子
の間の熱の伝播を抑えつつ、それぞれの素子の温度を個
別に制御することができる。 【0016】また、本実施形態例による光素子搭載部構
造では、光素子の高さ方向の位置を決定するように基板
に加工したテラス構造の一部に、例えばガラスからなる
絶縁体層で充填された凹部を形成し、絶縁体層の表面に
ヒーターを形成し、更にそのヒーターの上部に絶縁層と
電極を介して半田膜を形成した構造を有している。 【0017】本実施形態例による光素子搭載部構造によ
れば、半田膜の上に光素子を固定した後ヒーターを加熱
すると、絶縁層を通して熱が勤惰膜に伝わり、光素子の
温度を上げることができる。半導体光素子の一部は、テ
ラス上に形成した半田膜にも接触することから、ヒータ
ーから加えられた熱と、素子内で発生した熱は、テラス
上の半田から基板に放熱される。 【0018】従って、ヒーターに流す電流の強度によ
り、素子のヒーター直上にある部分の温度を変えること
が可能である。この時、請求項1の発明に比べて、素子
とテラスが接触する部分の熱抵抗は小さいので、より速
やかに温度を低下させることが可能である。また、請求
項1の発明と同様に、複数の素子を同一基板に搭載した
場合にも、それぞれの素子の温度を個別に制御すること
ができる。 【0019】発明による光素子搭載部構造では、半田
バンプの上に光素子を固定した後ヒーターを加熱する
と、絶縁層を通して熱が半田バンプに伝わり光素子の温
度を上げることができる。請求項2の発明と同様に、半
導体光素子の一部はテラスにも接触することから、ヒー
ターから加えられた熱と、素子内で発生した熱は、テラ
スと半導体光素子の接触面から放熱される。 【0020】従って、ヒーターに流す電流の強度によ
り、素子のヒーター直上にある部分の温度を変えること
が可能である。この時、請求項1の発明に比べて、素子
とテラスの間の熱抵抗は小さいので、より速く温度を低
下させることが可能である。また、請求項1の発明と同
様に、複数の素子を同一基板に搭載した場合にも、それ
ぞれの素子の温度を個別に制御することができる。 【0021】(実施例1) 本発明の光素子搭載部構造の第1の実施例を図1、図2
に基づいて説明する。図1には本発明の第1実施例に係
る光素子搭載部構造の斜視状態、図2には図1中のII-I
I 線矢視を示してある。尚、図13乃至図16に示した
部材と同一部材には同一符号を付してある。 【0022】図に示すように、例えば、シリコンからな
る基板1の上に、ガラスからなる第1の絶縁体としての
クラッド層2とコア層3からなる光導波路が形成され、
搭載部の領域のガラス層がコアが端面で露出し、且つ、
コア層3と搭載後の光素子の活性層9の高さが一致する
ように除去されている。更に、搭載部のクラッド層2の
上には、例えば、薄膜金属からなるヒーター15が形成
され、ヒーター15の上には、例えば、ガラスからなる
第2の絶縁体としての絶縁層16が形成されている。 【0023】ヒーター15の上面を覆うように、例え
ば、金からなる電極5及び金と錫の共晶からなる半田膜
6がこの順に積層されており、電極5は搭載部の外に配
線されている。例えば、レーザーダイオードからなる半
導体光素子7は、電極層8が半田と接触し、且つ、発光
部である活性層9がヒーター15の上部に配置される。
そして、発光した光がコア層3に光学的に結合するよう
に半導体光素子7は搭載部に搭載される。 【0024】上記構成の第1実施例の光素子搭載部構造
によれば、ヒーター15に電流を流すことにより、絶縁
層16を通して電極5の半田膜6の温度を上昇させるこ
とができる。これにより、半田膜6上に搭載された半導
体光素子7の活性層9の温度を変化させるという機能が
実現できる。この時、ヒーター15の下面には、熱抵抗
の大きいガラスからなるクラッド層2があることから、
ヒーター15で発熱した熱を基板1に逃がすことなく効
率良く光素子の温度を上げることができる。また、この
温度上昇効果は、ヒーター15の近傍の領域に限られる
ので、基板1の上に複数の光素子実装構造が存在して
も、それぞれの半導体光素子7の活性層9の温度を独立
に変化させる効果もある。 【0025】(実施例2) 本発明の光素子搭載部構造の第2の実施例を図3、図4
に基づいて説明する。図3には本発明の第2実施例に係
る光素子搭載部構造の斜視状態、図4には図3中のIV-I
V 線矢視を示してある。尚、図1、図2及び図13乃至
図16に示した部材と同一部材には同一符号を付してあ
る。 【0026】図に示すように、例えば、シリコンからな
る基板1の上に、ガラスからなる第1の絶縁体としての
ガラス層19が形成されている。更に、光ファイバー1
7と搭載後の半導体光素子7の活性層9が光学的に結合
するように加工されたV状の溝18が基板1上に形成さ
れ、V状の溝18の部分に光を導く光ファイバー17が
固定されている。ガラス層19の上には、例えば、薄膜
金属からなるヒーター15が形成されており、ヒーター
15の一部は素子搭載部の外の領域に配線されている。
ヒーター15の上には第2の絶縁体としての絶縁層16
が形成されている。 【0027】ヒーター15の上面を覆うように、例え
ば、金からなる電極5及び金と錫の共晶からなる半田膜
6がこの順に積層されており、電極5は搭載部の外に配
線されている。例えば、レーザーダイオードからなる半
導体光素子7は、電極層8が半田と接触し、且つ、発光
部である活性層9がヒーター15の上部に配置される。
そして、発光した光が光ファイバー17に結合するよう
に半導体光素子7は搭載部に搭載される。 【0028】上記構成の第2実施例の光素子搭載部構造
によれば、ヒーター15に電流を流すことにより、絶縁
層16を通して電極5の半田膜6の温度を上昇させるこ
とができる。これにより、半田膜6上に搭載された半導
体光素子7の活性層9の温度を変化させるという機能が
実現できる。この時、ヒーター15の下面には、熱抵抗
の大きいガラスからなるガラス層19があることから、
ヒーター15で発熱した熱を基板1に逃がすことなく効
率良く光素子の温度を上げることができる。また、この
温度上昇効果は、基板1の裏面が一定の温度となるよう
に冷却されていれば、ヒーター15の近傍の領域に限ら
れるので、基板1の上に複数の光素子実装構造が存在し
ても、それぞれの半導体光素子7の活性層9の温度を独
立に変化させる効果もある。 【0029】(実施例3) 本発明の光素子搭載部構造の第3の実施例を図5、図6
に基づいて説明する。図5には本発明の第3実施例に係
る光素子搭載部構造の斜視状態、図6には図5中のVI-V
I 線矢視を示してある。尚、図1乃至図4及び図13乃
至図16に示した部材と同一部材には同一符号を付して
ある。 【0030】図に示すように、例えば、シリコンからな
る基板1の上に上面が平坦な凸部をなすテラス部として
のテラス構造4が形成され、テラス構造4を二つの領域
に分ける凹部11が設けられている。更に、ガラスから
なる第1の絶縁体としてのクラッド層2とコア層3から
なる光導波路が形成され、テラス構造4の上面が表面に
現れるようにクラッド層2の上部が除去されている。ク
ラッド層2の上には、例えば、薄膜金属からなるヒータ
ー15が形成され、ヒーター15の一部はテラス構造4
の外の領域に配線されている。 【0031】ヒーター15の上には、例えば、ガラスか
らなる第2の絶縁体としての絶縁層16が形成され、ヒ
ーター15の上面とテラス構造4の上面を覆うように、
例えば、金からなる電極5及び金と錫の共晶からなる半
田膜6がこの順に積層されており、電極5は搭載部の外
に配線されている。例えば、レーザーダイオードからな
る半導体光素子7は、電極層8が半田と接触し、且つ、
発光部である活性層9がヒーター15の上部に配置され
る。ここで、テラス構造4の表面の高さは、その上に搭
載される半導体光素子7の活性層9とコア層3の高さが
一致するように形成されているので、実施例1、2に比
べて光素子とコア層の間の光結合がたやすいという特徴
がある。 【0032】上記構成の第3実施例の光素子搭載部構造
によれば、ヒーター15に電流を流すことにより、絶縁
層16を通して凹部11上の電極5と半田膜6の温度を
上昇させることができる。これにより、半田膜6上に搭
載された半導体光素子7の活性層9の温度を変化させる
という機能が実現できる。この時、ヒーター15の下面
には熱抵抗の大きいガラスからなるクラッド層2がある
ことから、ヒーター15で発熱した熱を基板1に逃がす
ことなく効率良く光素子の温度を上げることができる。
また、この温度上昇効果は、基板1の裏面が一定の温度
となるように冷却されていれば、ヒーター15の近傍の
領域に限られるので、基板1の上に複数の光素子実装構
造が存在しても、それぞれの半導体光素子7の活性層9
の温度を独立に変化させる効果もある。更に、テラス構
造4の表面に光素子の一部が接しているので、実施例
1、2に比べて素子の速度を速やかに下げることができ
る。 【0033】(実施例4) 本発明の光素子搭載部構造の第4の実施例を図7、図8
に基づいて説明する。図7には本発明の第4実施例に係
る光素子搭載部構造の斜視状態、図8には図7中のVIII
-VIII 線矢視を示してある。尚、図1乃至図6及び図1
3乃至図16に示した部材と同一部材には同一符号を付
してある。 【0034】図に示すように、例えば、シリコンからな
る基板1の上に上面が平坦な凸部をなすテラス部として
のテラス構造4が形成され、テラス構造4を二つの領域
に分ける凹部11が設けられている。また、光ファイバ
ー17と搭載後の半導体光素子7の活性層9が光学的に
結合するように加工されたV状の溝18が基板1上に形
成され、V状の溝18の部分に光を導く光ファイバー1
7が固定されている。また、V状の溝18が露出しテラ
ス構造4の上面が表面に現れるようにガラスからなる第
1の絶縁体としてのガラス層19が形成されている。 【0035】また、凹部11のガラス層19の上には、
例えば、薄膜金属からなるヒーター15が形成され、ヒ
ーター15の一部はテラス構造4の外の領域に配線され
ている。ヒーター15の上には第2の絶縁体としての絶
縁層16が形成され、ヒーター15の上面とテラス構造
4の上面を覆うように、例えば、金からなる電極5及び
金と錫の共晶からなる半田膜6がこの順に積層されてお
り、電極5は搭載部の外に配線されている。例えば、レ
ーザーダイオードからなる半導体光素子7は、電極層8
が半田と接触し、且つ、発光部である活性層9がヒータ
ー15の上部に配置される。そして、発光した光が光フ
ァイバー17に結合するように半導体光素子7は搭載部
に搭載される。 【0036】上記構成の第4実施例の光素子搭載部構造
によれば、実施例3と同様な効果を実現すると共に、基
板1上に形成された光導波路の代わりに、基板1上にV
状の溝18を使用して固定した光ファイバー17と半導
体光素子7を光学的に結合するという作用・効果があ
る。 【0037】(実施例5) 本発明の光素子搭載部構造の第5の実施例を図9、図1
0に基づいて説明する。図9には本発明の第5実施例に
係る光素子搭載部構造の斜視状態、図10には図9中の
X-X 線矢視を示してある。尚、図1乃至図8及び図13
乃至図16に示した部材と同一部材には同一符号を付し
てある。 【0038】図に示すように、例えば、シリコンからな
る基板1の上に上面が平坦な凸部をなすテラス部として
のテラス構造4が形成され、テラス構造4を二つの領域
に分ける凹部11が設けられている。更に、ガラスから
なる第1の絶縁体としてのクラッド層2とコア層3から
なる光導波路が形成され、テラス構造4の上面が表面に
現れるようにクラッド層2の上部が除去されている。凹
部11のクラッド層2の上には、例えば、薄膜金属から
なるヒーター15が形成され、ヒーター15の一部はテ
ラス構造4の外の領域に配線されている。 【0039】ヒーター15の上には第2の絶縁体として
の絶縁層16が形成され、ヒーター15の上面を覆うよ
うに、例えば、金からなる電極5が形成され、電極5は
テラス構造4の外に配線されている。電極5の表面に
は、例えば、ガラスによる第3の絶縁体としての絶縁膜
12が積層され、絶縁膜12は凹部11において電極5
の一部が露出するように形成されている。更に、電極5
の露出した領域を完全に覆うように、例えば、Ti,Pt,Au
をこの順に積層蒸着した第2の電極13が形成されてい
る。第2の電極13の表面には、例えば、金と錫の共晶
半田からなる半田膜としての半田バンプ14が形成され
ている。 【0040】一方、例えば、レーザーダイオードからな
る半導体光素子7の表面に形成された電極層8が半田バ
ンプ14と接触し、且つ、発光部である活性層9がヒー
ター15の上部に配置されるように、半導体光素子7が
搭載されている。ここで、テラス構造4の表面の高さ
は、その上に搭載される半導体光素子7の活性層9とコ
ア層3の高さが一致するように形成されているので、実
施例1、2に比べて光素子とコア層の間の光結合がたや
すいという特徴がある。 【0041】上記構成の第5実施例の光素子搭載部構造
によれば、ヒーター15に電流を流すことにより、絶縁
層16を通して凹部11上の電極5と第2の電極13、
及び半田バンプ14の温度を上昇させることができる。
これにより、半田バンプ14上に搭載された半導体光素
子7の活性層9の温度を変化させるという機能が実現で
きる。この時、ヒーター15の下面には、熱抵抗の大き
いガラスからなるクラッド層2があることから、ヒータ
ー15で発熱した熱を基板1に逃がすことなく効率良く
光素子の温度を上げることができる。また、この温度上
昇効果は、基板1の表面が一定の温度になるように冷却
されていれば、ヒーター15の近傍の領域に限られるの
で、基板1の上に複数の光素子実装構造が存在しても、
それぞれの半導体光素子7の活性層9の温度を独立に変
化させる効果もある。更に、テラス構造4の表面に光素
子の一部が接しているので、実施例1、2に比べて素子
の速度を速やかに下げることができる。 【0042】(実施例6) 本発明の光素子搭載部構造の第6の実施例を図11、図
12に基づいて説明する。図11には本発明の第6実施
例に係る光素子搭載部構造の斜視状態、図12には図1
1中のXII-XII 線矢視を示してある。尚、図1乃至図1
0及び図13乃至図16に示した部材と同一部材には同
一符号を付してある。 【0043】図に示すように、例えば、シリコンからな
る基板1の上に上面が平坦な凸部をなすテラス部として
のテラス構造4が形成され、テラス構造4を二つの領域
に分ける凹部11が設けられている。また、光ファイバ
ー17の搭載後の半導体光素子7の活性層9が光学的に
結合するように加工されたV状の溝18が基板1上に形
成され、V状の溝18の部分に光を導く光ファイバー1
7が固定されている。また、V状の溝18が露出しテラ
ス構造4の上面が表面に現れるようにガラスからなる第
1の絶縁体としてのガラス層19が形成されている。 【0044】また、凹部11のガラス層19の上には、
例えば、薄膜金属からなるヒーター15が形成され、ヒ
ーター15の一部はテラス構造4の外の領域に配線され
ている。ヒーター15の上には第2の絶縁体としての絶
縁層16が形成され、ヒーター15の上面を覆うよう
に、例えば、金からなる電極5が形成され、電極5はテ
ラス構造4の外の領域に配線されている。 【0045】電極5の表面には、例えば、ガラスによる
第3の絶縁体としての絶縁膜12が積層され、絶縁膜1
2は凹部11において電極5の一部が露出するように形
成せれている。更に、電極5の露出した領域を完全に覆
うように、例えば、Ti,Pt,Auをこの順に積層蒸着した第
2の電極13が形成されている。第2の電極13の表面
には、例えば、金と錫の共晶半田からなる半田膜として
の半田バンプ14が形成されている。 【0046】一方、例えば、レーザーダイオードからな
る半導体光素子7の表面に形成された電極層8が半田バ
ンプ14と接触し、且つ、発光部である活性層9がヒー
ター15の上部に配置されるように、半導体光素子7が
搭載されている。ここで、テラス構造4の表面の高さ
は、その上に搭載される半導体光素子7の活性層9とコ
ア層3の高さが一致するように形成されているので、実
施例1、2に比べて光素子とコア層の間の光結合がたや
すいという特徴がある。 【0047】上記構成の第6実施例の光素子搭載部構造
によれば、実施例5と同様の効果を実現すると共に、基
板1上に形成された光導波路の代わりに、基板1上にV
状の溝18を使用して固定した光ファイバー17と半導
体光素子7を光学的に結合するという作用・効果があ
る。 【0048】上述した実施例の光素子搭載部構造は、基
板の上に第1の絶縁体を形成し、その上に、ヒーター、
第2の絶縁体、電極及び半田膜をこの順に積層した構造
を有し、基板上に形成した光導波路、あるいは、基板の
ガイド用V溝に固定した光ファイバーと基板に搭載され
た半導体光素子の出力光とが結合するように絶縁体層の
高さが加工されているので、ヒーターの直上に活性層が
くるように半導体光素子をフリップチップボンディング
すれば、ヒーターに電流を流すことで、光素子活性層の
温度を制御することが可能となる。この結果、同一基板
上に複数の光素子を搭載する場合であっても、基板裏面
が一定温度になるように冷却することにより、搭載した
光素子毎に温度を個別に制御することが可能となる。 【0049】また、上述した実施例の光素子搭載部構造
は、基板に、上面が平坦な凸部をなすテラス部が設けら
れ、基板上に形成した光導波路、あるいは、基板のガイ
ド用V溝に固定した光ファイバーと基板に搭載された半
導体光素子の出力光とが結合するようにテラス部の高さ
が設定され、テラス部には、少なくとも二つの領域に分
ける凹部が形成され、第1の絶縁体、ヒーター、第2の
絶縁体、電極及び半田膜を凹部に積層したので、活性層
がヒーターと対向する位置になるように光素子を半田膜
上にフリップチップボンディングすれば、ヒーターに電
流を流して加熱すれば、光素子活性層の温度を制御する
ことが可能となる。この結果、同一基板上に複数の光素
子を搭載する場合であっても、基板裏面が一定温度にな
るように冷却することにより、搭載した光素子毎に温度
を個別に制御することが可能となる。 【0050】【発明の効果】 本発明の光素子搭載部構造は、光導波路
と光素子搭載部と電気配線部とが同一基板上に備えられ
た光素子実装基板であって、光素子搭載部の基板上に
は、上面が平坦な凸部をなすテラス部とテラス部を二つ
の領域に分ける凹部とが形成され、凸部は、そのテラス
部の表面が光素子の一部と接触することによりその上に
光素子を搭載し、凹部は、基板より順に第1の絶縁体、
ヒーター、第2の絶縁体、電極が積層される一方、電極
の上に、凹部において電極の一部が現れるように開口部
が形成された第3の絶縁体が積層され、第3の絶縁体の
開口部を含み、且つ開口部よりも広い領域を覆うように
し第2の電極が形成され、更に第2の電極を覆うように
半田膜が形成され、半田膜はその上部に光素子の活性層
が配置されるように光素子と電気的に接続されると共
に、電極とヒーターが光素子搭載部の外に電気的に配線
されているので、活性層がヒーターと対向する位置にな
るように光素子をテラスにフリップチップボンディング
し、半田膜を介して光素子と第2の電極を接続してヒー
ターに電流を流し加熱すれば、光素子活性層の温度を制
御することが可能となる。この結果、同一基板上に複数
の光素子を搭載する場合であっても、基板裏面が一定温
度になるように冷却することにより、搭載した光素子毎
に温度を個別に制御することが可能となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to hybrid optical integration
Regarding the structure of the optical element mounting part for mounting the optical element on the substrate,
The temperature of the optical device mounted on the integrated optical
Control by the heat generated by the heater formed on the plate
It is like that. [0002] 2. Description of the Related Art An optical device on a hybrid optical integrated substrate is realized.
FIGS. 13 to 16 show a conventional optical element mounting structure.
It will be described based on the following. FIG. 13 shows an optical device using a thin solder film.
FIG. 14 is a perspective view showing the mounting portion structure.
The view from the arrow V is shown. As shown in FIG. 1, a substrate 1 made of silicon is used.
A cladding layer 2 made of quartz glass and embedded therein
An optical waveguide comprising a core layer 3 is formed, and a substrate 1
A terrace structure 4 is formed, and an element including an upper portion of the terrace structure 4 is formed.
The clad layer on the child mounting part and electrical wiring part has been removed.
You. Further, the electrode 5 and the half are covered so as to cover the upper surface of the terrace structure 4.
The field film 6 is formed in this order, and the electrode 5
It is electrically connected outside. For semiconductor optical devices, see the device table
Terrace so as to be in contact with electrode 8 and solder film 6 formed on the surface
It is fixed on the structure 4. At this time, the active layer of the semiconductor element
9 so that the height of the core layer 3 coincides with that of the terrace structure 4.
Height is machined. FIG. 15 shows an optical device mounting using solder bumps.
FIG. 16 is a perspective view showing a partial structure, and FIG.
A line arrow is shown. The members shown in FIGS.
The same members as those described above are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 1, a substrate 1 made of silicon
A cladding layer 2 made of quartz glass and embedded therein
An optical waveguide comprising a core layer 3 is formed, and a substrate 1
A terrace structure 4 is formed, and at least two terrace structures 4 are formed.
The recess 11 is formed so as to be divided into two regions. Ma
In addition, the element mounting part including the upper part of the terrace structure 4 and the electric wiring part
Of the terrace structure 4 is higher than the upper surface of the terrace structure 4.
Has been removed to be lower. Further, the recess 11
An electrode 5 is formed on the surface of the lad,
5 is provided with an opening so that a part of the glass 5 is exposed.
A film 12 is formed. Covers the opening of the glass thin film 12
The electrodes 13 are formed so that the solder bumps
The electrode 5 is electrically connected to the outside of the element mounting portion.
It is connected. The semiconductor optical device 7 is formed on the surface of the device.
So that the electrode 8 is in contact with the solder bump 14.
It is fixed on the structure 4. At this time, the active layer 9 of the semiconductor element
So that the height of the core layer 3 matches the height of the terrace structure 4.
Height is machined. In the structure of the optical element mounting structure described above,
The position of the semiconductor element in the plane direction is optically
After positioning in the bonding direction, mount the semiconductor element
To the part. Thereby, the active layer 9 of the semiconductor element,
While optically coupling the core layer 3 of the glass waveguide,
Optical element mounting that enables electrical connection between the substrate 1
The function of the unit can be realized. [0008] However, FIG.
In the conventional optical element mounting portion structure shown in FIG.
If multiple optical elements are mounted on the board, the temperature of the optical
There is a problem that it is difficult to control
Was. The present invention has been made in view of the above situation.
Light that can control the temperature of each mounted optical element
It is an object to provide an element mounting structure. [0010] [Means for Solving the Problems]In the present invention,Optical waveguide
The optical element mounting part and the electrical wiring part are provided on the same substrate.
Optical element mounting board, and the optical element mounting portion is
The first insulator, the heater, and the second insulator are stacked in this order.
Electrodes and solder film in this order to cover the top of the heater.
When the solder film and the optical element are electrically connected,
The electrodes and heater are electrically wired outside the optical element mounting part
It is characterized by having been done. [0011],lightWaveguide section, optical element mounting section and electrical distribution
The line part is an optical element mounting substrate provided on the same substrate.
Therefore, the substrate of the optical element mounting part has a convex
A terrace and a recess that divides the terrace into two regions are formed
In the recess, the first insulator, the heater,
A second insulator is laminated and covers the terrace and the upper surface of the concave portion
The electrodes and the solder film are laminated in this order,
The electrodes and the heater are connected
It is electrically wired outside the child mounting part.
You. [0012]UpClaims to achieve the stated purpose1Pertain to
The configuration of the present invention includes:Optical waveguide, optical element mounting part, and electrical wiring part
Is an optical element mounting substrate provided on the same substrate,
On the substrate of the optical element mounting part, a tape with a flat top is formed.
A concave portion that divides the lath portion and the terrace portion into two regions is formed.
The surface of the terrace is in contact with a part of the optical element.
The optical element is mounted on the
First insulator, heater, second insulator, electrode
Are stacked, while one of the electrodes is recessed on the electrode.
The third insulator with the opening formed so that the portion appears
Layer, including an opening in the third insulator, and from the opening
A second electrode is formed so as to cover a large area,
A solder film is formed so as to cover the second electrode, and the solder film is
So that the active layer of the optical device is placed on top of the device.
Pneumatically connected, electrodes and heater mounted optical element
Is electrically wired outside the unitIt is characterized by the following. [0013] BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTIONExample of this embodimentOptical element mounting part by
In the structure, an insulator made of, for example, glass formed on a substrate
A heater is formed on the surface of the edge layer, and the heater
It has a structure in which a solder film is formed on the top with an insulating layer and electrodes
are doing. [0014]Example of this embodimentDue to the optical element mounting structure
If you fix the optical element on the solder film, heat the heater
Then, heat is transmitted to the solder film through the insulating layer,
The temperature can be raised. Some of the semiconductor optical devices are
Also contacts the solder film formed on the insulating layer away from the heater
The heat from the heater and the
The generated heat is radiated to the board from the solder away from the heater
Is done. Therefore, depending on the intensity of the current flowing through the heater,
The temperature of the part directly above the heater of the element
Is possible. Also, when mounting multiple elements,
Mounts thermal resistance from the board to the package that fixes it
By making the thermal resistance between the parts sufficiently smaller than the
Temperature of each element while suppressing heat
Can be controlled separately. [0016]In addition, this embodiment exampleOptical element mounting structure
In order to determine the position of the optical element in the height direction,
Part of the terrace structure processed into, for example, glass
A recess filled with the insulator layer is formed, and the surface of the insulator layer is formed.
A heater is formed, and an insulating layer is formed on the heater.
It has a structure in which a solder film is formed via electrodes. [0017]Example of this embodimentDue to the optical element mounting structure
If you fix the optical element on the solder film, heat the heater
Then, heat is transmitted to the inert film through the insulating layer, and the optical element
The temperature can be raised. Some semiconductor optical devices are
Since it also contacts the solder film formed on the glass, the heater
Heat from the device and heat generated in the device
Heat is radiated from the upper solder to the board. Therefore, the intensity of the current flowing through the heater depends on the intensity of the current.
The temperature of the part directly above the heater of the element
Is possible. At this time, compared to the first aspect, the device
Because the thermal resistance at the part where the
It is possible to quickly lower the temperature. Also, billing
A plurality of elements are mounted on the same substrate as in the invention of Item 1.
Even if the temperature of each element is controlled individually
Can be. [0019]BookIn the optical element mounting structure according to the invention, the solder
Heat the heater after fixing the optical element on the bump
Heat is transmitted to the solder bumps through the insulating layer,
You can increase the degree. Similar to the second aspect of the present invention,
Since some of the optical waveguide elements also touch the terrace,
The heat applied from the heater and the heat generated in the device
Heat is radiated from the contact surface between the semiconductor optical device and the semiconductor device. Therefore, depending on the intensity of the current flowing through the heater,
The temperature of the part directly above the heater of the element
Is possible. At this time, compared to the first aspect, the device
The lower the thermal resistance between the and the terrace, the lower the temperature faster
It is possible to lower. Further, the same as in the first aspect of the present invention.
Similarly, when multiple devices are mounted on the same substrate,
The temperature of each element can be controlled individually. (Embodiment 1) First Embodiment of Optical Device Mounting Structure of the Present InventionExample1 and 2
It will be described based on. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a perspective view of the optical element mounting structure, and FIG.
The view from the arrow I is shown. In addition, as shown in FIGS.
The same members as the members are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG.
As a first insulator made of glass on a substrate 1
An optical waveguide consisting of the cladding layer 2 and the core layer 3 is formed,
The glass layer in the area of the mounting portion has the core exposed at the end face, and
The height of the core layer 3 matches the height of the active layer 9 of the mounted optical element.
Has been removed. Further, the cladding layer 2 of the mounting portion
On top, for example, a heater 15 made of a thin film metal is formed.
The heater 15 is made of, for example, glass.
An insulating layer 16 as a second insulator is formed. For example, to cover the upper surface of the heater 15,
For example, an electrode 5 made of gold and a solder film made of eutectic of gold and tin
6 are stacked in this order, and the electrode 5 is arranged outside the mounting portion.
Is lined. For example, half a laser diode
In the conductive optical element 7, the electrode layer 8 comes into contact with the solder and emits light.
The active layer 9, which is a portion, is disposed above the heater 15.
Then, the emitted light is optically coupled to the core layer 3.
The semiconductor optical element 7 is mounted on a mounting section. The structure of the optical element mounting portion of the first embodiment having the above configuration.
According to the above, by passing a current through the heater 15,
It is possible to raise the temperature of the solder film 6 of the electrode 5 through the layer 16.
Can be. As a result, the semiconductor mounted on the solder film 6
The function of changing the temperature of the active layer 9 of the body light element 7
realizable. At this time, the lower surface of the heater 15 has a thermal resistance.
Since there is a cladding layer 2 made of glass having a large
The heat generated by the heater 15 is effective without escaping to the substrate 1.
The temperature of the optical element can be raised efficiently. Also this
The effect of increasing the temperature is limited to a region near the heater 15.
Therefore, when a plurality of optical element mounting structures exist on the substrate 1,
Also, the temperature of the active layer 9 of each semiconductor optical device 7 is independent.
It also has the effect of changing (Embodiment 2) Second Embodiment of Optical Device Mounting Structure of the Present InventionExample3 and 4
It will be described based on. FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of the optical element mounting structure, and FIG.
The view from the arrow V is shown. 1 and 2 and FIGS.
The same members as those shown in FIG.
You. As shown in FIG.
As a first insulator made of glass on a substrate 1
A glass layer 19 is formed. Furthermore, optical fiber 1
7 and the active layer 9 of the mounted semiconductor optical device 7 are optically coupled.
V-shaped grooves 18 are formed on the substrate 1 so that
The optical fiber 17 for guiding light to the V-shaped groove 18 is
Fixed. On the glass layer 19, for example, a thin film
A heater 15 made of metal is formed.
Part 15 is wired in a region outside the element mounting portion.
An insulating layer 16 as a second insulator is provided on the heater 15.
Is formed. For example, to cover the upper surface of the heater 15,
For example, an electrode 5 made of gold and a solder film made of eutectic of gold and tin
6 are stacked in this order, and the electrode 5 is arranged outside the mounting portion.
Is lined. For example, half a laser diode
In the conductive optical element 7, the electrode layer 8 comes into contact with the solder and emits light.
The active layer 9, which is a portion, is disposed above the heater 15.
Then, the emitted light is coupled to the optical fiber 17.
The semiconductor optical element 7 is mounted on a mounting section. The optical element mounting part structure of the second embodiment having the above configuration.
According to the above, by passing a current through the heater 15,
It is possible to raise the temperature of the solder film 6 of the electrode 5 through the layer 16.
Can be. As a result, the semiconductor mounted on the solder film 6
The function of changing the temperature of the active layer 9 of the body light element 7
realizable. At this time, the lower surface of the heater 15 has a thermal resistance.
Since there is a glass layer 19 made of glass having a large
The heat generated by the heater 15 is effective without escaping to the substrate 1.
The temperature of the optical element can be raised efficiently. Also this
The temperature rise effect is such that the back surface of the substrate 1 has a constant temperature.
Is limited to the area near the heater 15
Therefore, a plurality of optical element mounting structures exist on the substrate 1.
However, the temperature of the active layer 9 of each semiconductor optical
There is also the effect of changing it upright. (Embodiment 3) Third Embodiment of Optical Device Mounting Structure of the Present InventionExample5 and 6
It will be described based on. FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a perspective view of the optical element mounting structure, and FIG.
The view from the arrow I is shown. 1 to 4 and FIG.
The same members as those shown in FIG.
is there. As shown in FIG.
On the substrate 1 as a terrace with a flat top
Terrace structure 4 is formed, and the terrace structure 4 is divided into two regions.
A concave portion 11 is provided. Furthermore, from glass
From the clad layer 2 and the core layer 3 as the first insulator
Is formed, and the upper surface of the terrace structure 4 is
The upper part of the cladding layer 2 has been removed so as to appear. K
On the lad layer 2, for example, a heater made of a thin film metal
15 is formed, and a part of the heater 15 has a terrace structure 4.
Are wired in the area outside On the heater 15, for example, glass
An insulating layer 16 is formed as a second insulator made of
So as to cover the upper surface of the heater 15 and the upper surface of the terrace structure 4.
For example, the electrode 5 made of gold and the half made of eutectic of gold and tin are used.
The film 6 is laminated in this order, and the electrode 5 is located outside the mounting portion.
It is wired to. For example, from a laser diode
The semiconductor optical device 7 has the electrode layer 8 in contact with the solder, and
An active layer 9 serving as a light emitting unit is disposed above the heater 15.
You. Here, the height of the surface of the terrace structure 4 is
The height of the active layer 9 and the core layer 3 of the semiconductor optical device 7 to be mounted is
Since they are formed so as to coincide with each other,
Features that optical coupling between optical element and core layer is easy
There is. The structure of the optical element mounting portion of the third embodiment having the above configuration.
According to the above, by passing a current through the heater 15,
The temperature of the electrode 5 and the solder film 6 on the recess 11 through the layer 16 is
Can be raised. As a result, the board is mounted on the solder film 6.
Changing the temperature of the active layer 9 of the mounted semiconductor optical device 7
Function can be realized. At this time, the lower surface of the heater 15
Has a clad layer 2 made of glass having a large thermal resistance
Therefore, the heat generated by the heater 15 is released to the substrate 1.
The temperature of the optical element can be raised efficiently without the need.
The effect of the temperature rise is that the rear surface of the substrate 1 has a constant temperature.
If it is cooled so that
Since it is limited to the area, a plurality of optical element mounting structures
The active layer 9 of each semiconductor optical device 7 is
There is also an effect of independently changing the temperature. In addition, terrace construction
Since part of the optical element is in contact with the surface of structure 4,
The speed of the element can be reduced quickly compared to 1 and 2.
You. (Embodiment 4) Fourth embodiment of the optical element mounting structure of the present inventionExample7 and 8
It will be described based on. FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of the optical element mounting structure, and FIG.
-VIII line is shown. 1 to 6 and FIG.
The same members as those shown in FIGS.
I have. As shown in FIG.
On the substrate 1 as a terrace with a flat top
Terrace structure 4 is formed, and the terrace structure 4 is divided into two regions.
A concave portion 11 is provided. Also, optical fiber
-17 and the active layer 9 of the mounted semiconductor optical device 7 are optically
A V-shaped groove 18 processed to be connected is formed on the substrate 1.
And an optical fiber 1 for guiding light to the V-shaped groove 18.
7 is fixed. Also, the V-shaped groove 18 is exposed and
Of glass so that the upper surface of the metal structure 4 appears on the surface.
A glass layer 19 as an insulator is formed. Further, on the glass layer 19 of the concave portion 11,
For example, a heater 15 made of a thin-film metal is formed,
A part of the heater 15 is wired in an area outside the terrace structure 4.
ing. Above the heater 15, an insulator as a second insulator
An edge layer 16 is formed, and an upper surface of the heater 15 and a terrace structure are formed.
The electrode 5 made of, for example, gold and
A solder film 6 made of a eutectic of gold and tin is laminated in this order.
The electrode 5 is wired outside the mounting section. For example,
The semiconductor optical element 7 composed of a laser diode has an electrode layer 8
Is in contact with the solder, and the active layer 9 as a light emitting portion is a heater.
-15. The emitted light is
The semiconductor optical element 7 is mounted on the mounting portion so as to be coupled to the fiber 17.
Mounted on The structure of the optical element mounting portion of the fourth embodiment having the above configuration.
According to the third embodiment, the same effect as that of the third embodiment is realized, and
Instead of the optical waveguide formed on the plate 1, V
Optical fiber 17 and semi-conductor fixed using groove 18
The operation and effect of optically coupling the body light element 7 are provided.
You. (Embodiment 5) Fifth Embodiment of Optical Device Mounting Structure of the Present InventionExample9 and 1
Description will be made based on 0. FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows a perspective view of such an optical element mounting portion structure.
X-X line view is shown. 1 to 8 and FIG.
The same members as those shown in FIGS.
It is. As shown in FIG.
On the substrate 1 as a terrace with a flat top
Terrace structure 4 is formed, and the terrace structure 4 is divided into two regions.
A concave portion 11 is provided. Furthermore, from glass
From the clad layer 2 and the core layer 3 as the first insulator
Is formed, and the upper surface of the terrace structure 4 is
The upper part of the cladding layer 2 has been removed so as to appear. Depression
On the cladding layer 2 of the part 11, for example,
Heater 15 is formed, and a part of the heater 15 is
The wiring is provided in a region outside the lath structure 4. On the heater 15 as a second insulator
The insulating layer 16 is formed to cover the upper surface of the heater 15.
Thus, for example, the electrode 5 made of gold is formed, and the electrode 5 is
It is wired outside the terrace structure 4. On the surface of the electrode 5
Is, for example, an insulating film made of glass as a third insulator
12 are laminated, and the insulating film 12
Are formed so as to be partially exposed. Further, the electrode 5
To completely cover the exposed area of, for example, Ti, Pt, Au
Are deposited in this order to form a second electrode 13.
You. On the surface of the second electrode 13, for example, a eutectic of gold and tin
A solder bump 14 is formed as a solder film made of solder.
ing. On the other hand, for example, a laser diode
The electrode layer 8 formed on the surface of the semiconductor optical device 7
The active layer 9 that is in contact with the pump 14 and is
The semiconductor optical device 7 is arranged above the
It is installed. Here, the height of the surface of the terrace structure 4
Corresponds to the active layer 9 of the semiconductor optical element 7 mounted thereon.
A is formed so that the height of the
The optical coupling between the optical element and the core layer is shorter than in Examples 1 and 2.
There is a feature of pan. The structure of the optical element mounting portion of the fifth embodiment having the above configuration.
According to the above, by passing a current through the heater 15,
The electrode 5 and the second electrode 13 on the recess 11 through the layer 16;
In addition, the temperature of the solder bump 14 can be increased.
As a result, the semiconductor optical element mounted on the solder bump 14
The function of changing the temperature of the active layer 9 of the element 7 is realized.
Wear. At this time, the lower surface of the heater 15 has a large thermal resistance.
Since there is a cladding layer 2 made of glass, the heater
Efficiently without escaping the heat generated in step 15 to the substrate 1
The temperature of the optical element can be increased. Also, on this temperature
The ascending effect is to cool the surface of the substrate 1 to a constant temperature.
Is limited to the area near the heater 15.
Therefore, even if a plurality of optical element mounting structures exist on the substrate 1,
The temperature of the active layer 9 of each semiconductor optical device 7 is changed independently.
There is also an effect to make it. In addition, the surface of the terrace structure 4
Since some of the elements are in contact with each other,
Can be quickly reduced. (Embodiment 6) Sixth embodiment of the optical element mounting structure of the present inventionExampleFIG. 11, FIG.
12 will be described. FIG. 11 shows a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 12 shows a perspective view of an optical element mounting structure according to an example.
The XII-XII line in FIG. 1 to 1
0 and the same members as those shown in FIGS.
One symbol is attached. As shown in FIG.
On the substrate 1 as a terrace with a flat top
Terrace structure 4 is formed, and the terrace structure 4 is divided into two regions.
A concave portion 11 is provided. Also, optical fiber
The active layer 9 of the semiconductor optical device 7 after mounting the
A V-shaped groove 18 processed to be connected is formed on the substrate 1.
And an optical fiber 1 for guiding light to the V-shaped groove 18.
7 is fixed. Also, the V-shaped groove 18 is exposed and
Of glass so that the upper surface of the metal structure 4 appears on the surface.
A glass layer 19 as an insulator is formed. Further, on the glass layer 19 of the concave portion 11,
For example, a heater 15 made of a thin-film metal is formed,
A part of the heater 15 is wired in an area outside the terrace structure 4.
ing. Above the heater 15, an insulator as a second insulator
An edge layer 16 is formed so as to cover the upper surface of the heater 15.
Then, an electrode 5 made of, for example, gold is formed, and the electrode 5 is
The wiring is provided in a region outside the lath structure 4. The surface of the electrode 5 is made of, for example, glass.
An insulating film 12 as a third insulator is laminated, and the insulating film 1
2 is formed so that a part of the electrode 5 is exposed in the recess 11.
It is made. Further, the exposed area of the electrode 5 is completely covered.
As described above, for example, the first layer of Ti, Pt, Au
Two electrodes 13 are formed. Surface of second electrode 13
For example, as a solder film made of eutectic solder of gold and tin
Are formed. On the other hand, for example, a laser diode
The electrode layer 8 formed on the surface of the semiconductor optical device 7
The active layer 9 that is in contact with the pump 14 and is
The semiconductor optical element 7 is arranged above the
It is installed. Here, the height of the surface of the terrace structure 4
Corresponds to the active layer 9 of the semiconductor optical element 7 mounted thereon.
A is formed so that the height of the
The optical coupling between the optical element and the core layer is shorter than in Examples 1 and 2.
There is a feature of pan. The structure of the optical element mounting portion of the sixth embodiment having the above configuration.
According to the present embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment is realized, and
Instead of the optical waveguide formed on the plate 1, V
Optical fiber 17 and semi-conductor fixed using groove 18
The operation and effect of optically coupling the body light element 7 are provided.
You. [0048]Of the above embodimentThe optical element mounting structure is
Forming a first insulator on the plate, on which a heater,
A structure in which a second insulator, an electrode, and a solder film are laminated in this order
Having an optical waveguide formed on a substrate or a substrate.
The optical fiber fixed to the V-groove for guide and mounted on the substrate
Of the insulating layer so that the output light of the semiconductor optical device
Since the height is processed, the active layer is located just above the heater
Flip chip bonding of semiconductor optical devices
If a current is passed through the heater, the active layer of the optical element
It is possible to control the temperature. As a result, the same substrate
Even if multiple optical elements are mounted on the back,
Is cooled down to a constant temperature,
The temperature can be individually controlled for each optical element. [0049]Also, in the above-described embodimentOptical element mounting structure
Is provided on the substrate with a terrace with a flat top
Optical waveguides formed on the substrate or guides on the substrate.
Optical fiber fixed to the V-groove and the half mounted on the substrate
The height of the terrace so that the output light from the conductive optical element is coupled
Is set, and the terrace is divided into at least two areas.
Formed in the first insulator, the heater, the second
Since the insulator, electrode and solder film are laminated in the recess, the active layer
Solder the optical element so that the
If flip chip bonding is performed on the top,
Controls the temperature of the active layer of an optical element by heating
It becomes possible. As a result, multiple photoelements on the same substrate
Even when mounting a board, the back side of the board is kept at a constant temperature.
So that the temperature of each mounted optical element
Can be individually controlled. [0050]【The invention's effect】 The optical element mounting portion structure of the present invention,Optical waveguide
The optical element mounting part and the electrical wiring part are provided on the same substrate.
Optical element mounting board,
Is composed of two terraces, one with a convex top
And a concave portion is formed on the terrace
The surface of the part contacts the part of the optical element and
The optical element is mounted, and the concave portion is a first insulator in order from the substrate,
While the heater, the second insulator and the electrode are laminated, the electrode
Over the opening so that part of the electrode appears in the recess
The third insulator on which is formed is laminated, and the third insulator
Including the opening and covering an area wider than the opening
Then, a second electrode is formed, and further so as to cover the second electrode.
A solder film is formed, and the solder film is formed on the active layer of the optical device.
Is electrically connected to the optical element so that
The electrodes and heater are electrically wired outside the optical element mounting part
Has beenMake sure the active layer is facing the heater.
-Chip bonding of optical elements to terraces
Then, the optical element and the second electrode are connected via a solder film to form a heater.
If current is passed through the heater and heated, the temperature of the optical element active layer is controlled.
Can be controlled. As a result, multiple
Even when mounting optical elements of
Cooling so that each mounted optical element
Temperature can be individually controlled.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1実施例に係る光素子搭載部構造の
斜視図。 【図2】図1中のII-II 線矢視図。 【図3】本発明の第2実施例に係る光素子搭載部構造の
斜視図。 【図4】図3中のIV-IV 線矢視図。 【図5】本発明の第3実施例に係る光素子搭載部構造の
斜視図。 【図6】図5中のVI-VI 線矢視図。 【図7】本発明の第4実施例に係る光素子搭載部構造の
斜視図。 【図8】図7中のVIII-VIII 線矢視図。 【図9】本発明の第5実施例に係る光素子搭載部構造の
斜視図。 【図10】図9中のX-X 線矢視図。 【図11】本発明の第6実施例に係る光素子搭載部構造
の斜視図。 【図12】図11中のX11-X11 線矢視図。 【図13】薄膜の半田膜を用いた光素子搭載部構造を表
す斜視図。 【図14】図13中のX1V-X1V 線矢視図。 【図15】半田バンプを用いた光素子搭載部構造を表す
斜視図。 【図16】図15中のXVI-XVI 線矢視図。 【符号の説明】 1 基板 2 クラッド層 3 コア層 4 テラス構造 5 電極 6 半田膜 7 半導体光素子 8 電極層 9 活性層 11 凹部 12 絶縁膜 13 第2の電極 14 半田バンプ 15 ヒーター 16 絶縁層 17 光ファイバー 18 溝 19 ガラス層
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of an optical element mounting structure according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view taken along line II-II in FIG. FIG. 3 is a perspective view of an optical element mounting structure according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view taken along line IV-IV in FIG. 3; FIG. 5 is a perspective view of an optical element mounting structure according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view taken along the line VI-VI in FIG. 5; FIG. 7 is a perspective view of an optical element mounting structure according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a view taken along line VIII-VIII in FIG. 7; FIG. 9 is a perspective view of an optical element mounting portion structure according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a view taken along line XX in FIG. 9; FIG. 11 is a perspective view of an optical element mounting structure according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 12 is a view taken along line X11-X11 in FIG. 11; FIG. 13 is a perspective view illustrating an optical element mounting portion structure using a thin solder film. FIG. 14 is a view taken along line X1V-X1V in FIG. 13; FIG. 15 is a perspective view illustrating an optical element mounting structure using solder bumps. FIG. 16 is a view taken along line XVI-XVI in FIG. 15; [Description of Signs] 1 Substrate 2 Cladding layer 3 Core layer 4 Terrace structure 5 Electrode 6 Solder film 7 Semiconductor optical device 8 Electrode layer 9 Active layer 11 Depression 12 Insulating film 13 Second electrode 14 Solder bump 15 Heater 16 Insulating layer 17 Optical fiber 18 Groove 19 Glass layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 貴 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−233548(JP,A) 特開 平8−78657(JP,A) 特開 平9−232671(JP,A) 特開 平9−74250(JP,A) 特開 平10−65269(JP,A) 特開 平9−148681(JP,A) 特開 昭63−131104(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 33/00 H01L 31/02 G02B 6/42 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Takashi Yamada, inventor, Nippon Telegraph and Telephone Corporation 3-9-1-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo (56) References JP-A-10-233548 (JP, A) JP-A-8-78657 (JP, A) JP-A-9-232671 (JP, A) JP-A-9-74250 (JP, A) JP-A-10-65269 (JP, A) JP-A-9-148681 (JP JP, A) JP-A-63-131104 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 H01L 33/00 H01L 31/02 G02B 6 / 42

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 光導波路と光素子搭載部と電気配線部と
が同一基板上に備えられた光素子実装基板であって、 光素子搭載部の基板上には、上面が平坦な凸部をなすテ
ラス部とテラス部を二つの領域に分ける凹部とが形成さ
れ、 凸部は、そのテラス部の表面が光素子の一部と接触する
ことによりその上に光素子を搭載し、 凹部は、基板より順に第1の絶縁体、ヒーター、第2の
絶縁体、電極が積層される一方、電極の上に、凹部にお
いて電極の一部が現れるように開口部が形成された第3
の絶縁体が積層され、 第3の絶縁体の開口部を含み、且つ開口部よりも広い領
域を覆うようにし第2の電極が形成され、更に第2の電
極を覆うように半田膜が形成され、半田膜はその上部に
光素子の活性層が配置されるように光素子と電気的に接
続されると共に、電極とヒーターが光素子搭載部の外に
電気的に配線されている ことを特徴とする光素子搭載部
構造。
(57) [Claims] [Claim 1] An optical waveguide, an optical element mounting part, and an electric wiring part
Is an optical device mounting substrate provided on the same substrate, and a substrate having a flat upper surface is formed on the substrate of the optical device mounting portion.
A concave portion that divides the lath portion and the terrace portion into two regions is formed.
Is, the convex portion, the surface of the terrace portion is in contact with a portion of the optical device
The optical element is mounted thereon, and the concave portion is formed of the first insulator, the heater, and the second
While the insulator and the electrode are stacked,
And an opening formed so that a part of the electrode appears.
Of the third insulator, including the opening of the third insulator and being wider than the opening.
A second electrode is formed so as to cover the area, and a second electrode is formed.
A solder film is formed to cover the poles, and the solder film is
Electrical contact with the optical element so that the active layer of the optical element is arranged
And the electrodes and heater are outside the optical element mounting part.
An optical element mounting structure, which is electrically wired .
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