JPH07202350A - オプトエレクトロニクスデバイス及びその製造方法 - Google Patents
オプトエレクトロニクスデバイス及びその製造方法Info
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- JPH07202350A JPH07202350A JP6334369A JP33436994A JPH07202350A JP H07202350 A JPH07202350 A JP H07202350A JP 6334369 A JP6334369 A JP 6334369A JP 33436994 A JP33436994 A JP 33436994A JP H07202350 A JPH07202350 A JP H07202350A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光送信器としてのレーザチップと、このレー
ザチップ内に作られた光の規定された放射を行うための
レンズ結合光学素子とを備えたオプトエレクトロニクス
デバイスにおいて、レーザチップの直ぐ前に配置された
レンズ結合光学素子を簡単に調整しかつ安定に固定でき
るようにし、しかもデバイスをウェハアレイで経済的に
製造できるようにする。 【構成】 レーザチップ１は、その共振器面に隣接する
側面がミラー膜５を備えかつ共振器面に対して４５°の
角度で傾斜する支持体部材３、４間で共通支持体２上に
配置され、それによりレーザチップ１内に作られた光が
共通支持体２の上面に対してほぼ垂直に上方へ向けら
れ、少なくとも一方の支持体部材３上にはレンズ結合光
学素子６がレーザチップ１内に作られた光がこのレンズ
結合光学素子６にほぼ垂直に当たるように配置されて固
定される。
ザチップ内に作られた光の規定された放射を行うための
レンズ結合光学素子とを備えたオプトエレクトロニクス
デバイスにおいて、レーザチップの直ぐ前に配置された
レンズ結合光学素子を簡単に調整しかつ安定に固定でき
るようにし、しかもデバイスをウェハアレイで経済的に
製造できるようにする。 【構成】 レーザチップ１は、その共振器面に隣接する
側面がミラー膜５を備えかつ共振器面に対して４５°の
角度で傾斜する支持体部材３、４間で共通支持体２上に
配置され、それによりレーザチップ１内に作られた光が
共通支持体２の上面に対してほぼ垂直に上方へ向けら
れ、少なくとも一方の支持体部材３上にはレンズ結合光
学素子６がレーザチップ１内に作られた光がこのレンズ
結合光学素子６にほぼ垂直に当たるように配置されて固
定される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光送信器としてのレー
ザチップと、このレーザチップ内に作られた光の規定さ
れた放射を行うためのレンズ結合光学素子とを備えたオ
プトエレクトロニクスデバイス及びその製造方法に関す
る。
ザチップと、このレーザチップ内に作られた光の規定さ
れた放射を行うためのレンズ結合光学素子とを備えたオ
プトエレクトロニクスデバイス及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】レンズ結合光学素子を備えたオプトエレ
クトロニクスデバイスは公知であり、例えばヨーロッパ
特許出願公開第０４１２１８４号公報に記載されてい
る。
クトロニクスデバイスは公知であり、例えばヨーロッパ
特許出願公開第０４１２１８４号公報に記載されてい
る。
【０００３】この種の光半導体デバイスは特に光導波路
に結合するための光送信デバイスとして使用される。半
導体レーザと光導波路、例えばガラスファイバーとの間
の光結合のために特に光データ技術や光通信技術におい
て使用されている公知のデバイスは、レーザチップのエ
ッジから、即ちその取付面でレーザチップのコヒーレン
ト光が放射されるために、高価な個別素子及び労力の掛
かる取付工程を必要とするという欠点を一般に有してい
る。
に結合するための光送信デバイスとして使用される。半
導体レーザと光導波路、例えばガラスファイバーとの間
の光結合のために特に光データ技術や光通信技術におい
て使用されている公知のデバイスは、レーザチップのエ
ッジから、即ちその取付面でレーザチップのコヒーレン
ト光が放射されるために、高価な個別素子及び労力の掛
かる取付工程を必要とするという欠点を一般に有してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、レー
ザチップの直ぐ前に配置されたレンズ結合光学素子を簡
単に調整しかつ安定に固定することができるような冒頭
で述べた種類のオプトエレクトロニクスデバイス、及
び、ウェハアレイへのレーザチップ並びに機械的結合素
子及び光結像素子の簡単な取付けを可能にするオプトエ
レクトロニクスデバイスの特に経済的な製造方法を提供
することにある。
ザチップの直ぐ前に配置されたレンズ結合光学素子を簡
単に調整しかつ安定に固定することができるような冒頭
で述べた種類のオプトエレクトロニクスデバイス、及
び、ウェハアレイへのレーザチップ並びに機械的結合素
子及び光結像素子の簡単な取付けを可能にするオプトエ
レクトロニクスデバイスの特に経済的な製造方法を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、オプトエレクトロニクスデバイスに関しては、レー
ザチップが、このレーザチップの共振器面に隣接する側
面がミラー膜を備えかつ共振器面に対して４５°の角度
で傾斜する２つの支持体部材間で共通支持体上に配置さ
れ、それによりレーザチップ内に作られた光が共通支持
体の上面に対してほぼ垂直に上方へ向けられ、少なくと
も一方の支持体部材上にはレンズ結合光学素子がレーザ
チップ内に作られた光がこのレンズ結合光学素子にほぼ
垂直に当たるように配置されて固定されることによって
解決される。
ば、オプトエレクトロニクスデバイスに関しては、レー
ザチップが、このレーザチップの共振器面に隣接する側
面がミラー膜を備えかつ共振器面に対して４５°の角度
で傾斜する２つの支持体部材間で共通支持体上に配置さ
れ、それによりレーザチップ内に作られた光が共通支持
体の上面に対してほぼ垂直に上方へ向けられ、少なくと
も一方の支持体部材上にはレンズ結合光学素子がレーザ
チップ内に作られた光がこのレンズ結合光学素子にほぼ
垂直に当たるように配置されて固定されることによって
解決される。
【０００６】オプトエレクトロニクスデバイスに関する
本発明による有利な実施態様は請求項２乃至８に記載さ
れている。
本発明による有利な実施態様は請求項２乃至８に記載さ
れている。
【０００７】さらに上記の課題は本発明によれば、オプ
トエレクトロニクスデバイスの製造方法に関しては、レ
ーザチップをボンディングするために適当な金属パター
ンを備えた共通支持体としてのシリコンウェハに互いに
離間した平行な窪みがエッチング形成され、この窪みに
支持体部材として台形状断面を有して隣接する側面にミ
ラー膜を備えたプリズム条体が嵌め込まれて陽極として
又はろう付け技術によりボンディングされ、レーザチッ
プが支持体部材の前に所定の間隔で配置されて固定さ
れ、その後シリコンウェハが支持体部材の領域で個々の
デバイスに分割されることによって解決される。
トエレクトロニクスデバイスの製造方法に関しては、レ
ーザチップをボンディングするために適当な金属パター
ンを備えた共通支持体としてのシリコンウェハに互いに
離間した平行な窪みがエッチング形成され、この窪みに
支持体部材として台形状断面を有して隣接する側面にミ
ラー膜を備えたプリズム条体が嵌め込まれて陽極として
又はろう付け技術によりボンディングされ、レーザチッ
プが支持体部材の前に所定の間隔で配置されて固定さ
れ、その後シリコンウェハが支持体部材の領域で個々の
デバイスに分割されることによって解決される。
【０００８】オプトエレクトロニクスデバイスの製造方
法に関する本発明による有利な実施態様は請求項１０乃
至１２に記載されている。
法に関する本発明による有利な実施態様は請求項１０乃
至１２に記載されている。
【０００９】
【作用効果】本発明によって得られる利点は、特に、オ
プトエレクトロニクスデバイスがマイクロメカニクス及
びマイクロオプティクスの素子及び技術を使用して、サ
ブ支持体（サブマウント）上へレーザチップを簡単に取
付けることと、ウェハアレイで多数のこの種のデバイス
を特に経済的に製造することを可能にした構成を有する
点にある。その場合、全ての機械的結合素子及び光結像
素子並びにレーザチップは同時に取付けられてその後個
別化することができる。本発明によるオプトエレクトロ
ニクスデバイスは省スペース構成、機械的に安定なレン
ズ結合光学素子及び規定された放射特性の点で優れてい
る。
プトエレクトロニクスデバイスがマイクロメカニクス及
びマイクロオプティクスの素子及び技術を使用して、サ
ブ支持体（サブマウント）上へレーザチップを簡単に取
付けることと、ウェハアレイで多数のこの種のデバイス
を特に経済的に製造することを可能にした構成を有する
点にある。その場合、全ての機械的結合素子及び光結像
素子並びにレーザチップは同時に取付けられてその後個
別化することができる。本発明によるオプトエレクトロ
ニクスデバイスは省スペース構成、機械的に安定なレン
ズ結合光学素子及び規定された放射特性の点で優れてい
る。
【００１０】
【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１１】図１に個別デバイスとして示され図２にウ
ェハアレイ内に示されたオプトエレクトロニクスデバイ
スは、主要構成要素として光送信器としてのレーザチッ
プ１と、このレーザチップ内に作られた光の規定された
放射を行うためのレンズ結合光学素子６とを有する。レ
ーザチップ１は共通支持体２上に配置されている。この
共通支持体２は特にシリコンから成り、サブマウントと
して例えばＴＯケースの底板上に取付けることができ
る。レーザチップ１は２つの支持体部材３、４間で共通
支持体２上に配置されている。支持体部材３、４のレー
ザチップ１の光共振器面に隣接する側面はミラー膜５を
備え、共振器面に対して４５°の角度で傾斜しており、
それゆえレーザチップ１内に作られたコヒーレント光は
共通支持体２の上面に対してほぼ垂直に上方へ方向転換
される。両支持体部材３、４は特にガラスから成り、台
形状断面を有している。これらの両支持体部材３、４の
調整及び固定を特に簡単にするために、共通支持体２に
両支持体部材３、４に合う窪み又は溝を設け、この窪み
又は溝内に支持体部材３、４を嵌め込んでそこに固定す
ると有利である。ミラー膜５として支持体部材３、４の
隣接する側面上に誘電体物質から成る膜を設けると好適
である。少なくとも一方の支持体部材上に、この実施例
では支持体部材３上に、レンズ結合光学素子６が、レー
ザチップ１内に作られた光がこのレンズ結合光学素子６
にほぼ垂直に当たるように配置されて固定されている。
ェハアレイ内に示されたオプトエレクトロニクスデバイ
スは、主要構成要素として光送信器としてのレーザチッ
プ１と、このレーザチップ内に作られた光の規定された
放射を行うためのレンズ結合光学素子６とを有する。レ
ーザチップ１は共通支持体２上に配置されている。この
共通支持体２は特にシリコンから成り、サブマウントと
して例えばＴＯケースの底板上に取付けることができ
る。レーザチップ１は２つの支持体部材３、４間で共通
支持体２上に配置されている。支持体部材３、４のレー
ザチップ１の光共振器面に隣接する側面はミラー膜５を
備え、共振器面に対して４５°の角度で傾斜しており、
それゆえレーザチップ１内に作られたコヒーレント光は
共通支持体２の上面に対してほぼ垂直に上方へ方向転換
される。両支持体部材３、４は特にガラスから成り、台
形状断面を有している。これらの両支持体部材３、４の
調整及び固定を特に簡単にするために、共通支持体２に
両支持体部材３、４に合う窪み又は溝を設け、この窪み
又は溝内に支持体部材３、４を嵌め込んでそこに固定す
ると有利である。ミラー膜５として支持体部材３、４の
隣接する側面上に誘電体物質から成る膜を設けると好適
である。少なくとも一方の支持体部材上に、この実施例
では支持体部材３上に、レンズ結合光学素子６が、レー
ザチップ１内に作られた光がこのレンズ結合光学素子６
にほぼ垂直に当たるように配置されて固定されている。
【００１２】レンズ結合光学素子６は特に屈折形及び／
又は回折形レンズを集成したレンズチップである。この
レンズチップ即ちレンズ結合光学素子６は同様にレーザ
チップ１上に位置するように両支持体部材３、４上に調
整して固定することもできる。レンズチップはレーザチ
ップ１から放出された波長に応じて透過させるガラス又
はシリコン、炭化シリコン、リン化ガリウムのような半
導体材料から構成される。レンズ結合光学素子６として
片側の一方の支持体部材上だけに配置されるか又は両側
の両方の支持体部材３、４上に配置することのできるレ
ンズチップはそのパターン化及び／又は湾曲した面が下
方へ向けて、即ちこのレーザチップ１側の面が一方の支
持体部材又は両方の支持体部材３、４上に取付けられて
固定される。このような装置は外部の湾曲部もしくはパ
ターン部を有する装置に比べて特に公差に関して好都合
である。レンズ結合光学素子６としては、レンズが集成
されているレンズチップの他に、例えばシリコンから成
るレンズ支持体の開口部内に固定された例えば球レンズ
又は円筒レンズを使用することもできる。
又は回折形レンズを集成したレンズチップである。この
レンズチップ即ちレンズ結合光学素子６は同様にレーザ
チップ１上に位置するように両支持体部材３、４上に調
整して固定することもできる。レンズチップはレーザチ
ップ１から放出された波長に応じて透過させるガラス又
はシリコン、炭化シリコン、リン化ガリウムのような半
導体材料から構成される。レンズ結合光学素子６として
片側の一方の支持体部材上だけに配置されるか又は両側
の両方の支持体部材３、４上に配置することのできるレ
ンズチップはそのパターン化及び／又は湾曲した面が下
方へ向けて、即ちこのレーザチップ１側の面が一方の支
持体部材又は両方の支持体部材３、４上に取付けられて
固定される。このような装置は外部の湾曲部もしくはパ
ターン部を有する装置に比べて特に公差に関して好都合
である。レンズ結合光学素子６としては、レンズが集成
されているレンズチップの他に、例えばシリコンから成
るレンズ支持体の開口部内に固定された例えば球レンズ
又は円筒レンズを使用することもできる。
【００１３】オプトエレクトロニクスデバイスの特定の
用途のために、両支持体部材３、４の一方の上に、又は
レンズチップが両支持体部材３、４上に取付けられてい
る場合それらのレンズチップ上に、モニタ用チップ特に
ダイオード７がレーザチップ１によって作られた光の一
部分を受信可能であるように配置されて固定される。こ
の例ではモニターチップ７は支持体部材４上に固定さ
れ、そしてレーザチップ１から放出されてミラー膜５に
よって反射されたレーザ背面光を受信する。
用途のために、両支持体部材３、４の一方の上に、又は
レンズチップが両支持体部材３、４上に取付けられてい
る場合それらのレンズチップ上に、モニタ用チップ特に
ダイオード７がレーザチップ１によって作られた光の一
部分を受信可能であるように配置されて固定される。こ
の例ではモニターチップ７は支持体部材４上に固定さ
れ、そしてレーザチップ１から放出されてミラー膜５に
よって反射されたレーザ背面光を受信する。
【００１４】ウェハアレイで同時に大量に製作すること
のできる本発明によるオプトエレクトロニクスデバイス
の特に優れた実施例によれば、図１及び図２に示されて
いるように、共通支持体２即ちサブマウントとして特に
シリコンから成るウェハは、レーザチップ１のボンディ
ングのために適当な金属化パターン８を備えている。こ
の支持体２には例えば数百μｍの幅と間隔とを有する平
行な複数の窪みもしくは溝がエッチング形成される。溝
の深さは数百μｍまでの大きさにすることができる。こ
の溝内又は共通支持体上に直接支持体部材３、４が、両
側面の延長線が直角に交差する台形状断面を有するプリ
ズム条体の形で入れられて陽極として又はろう付け技術
によりボンディングされる。支持体部材３、４の隣接す
る側面はミラー膜５を備えている。ＳｉＯ2 −Ｔｉ
Ｏ2 、ＳｉＯ2 −Ｓｉ、Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉのような膜列
又はこれらの膜列の組合わせ又は他の誘電体膜から成る
誘電体ミラーを設けると有利である。プリズム状支持体
部材３、４の狭い上面は、例えばＴｉ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｃ
ｒ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ
Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕから成るろう付け可能な金属膜パター
ン９、又は他のろう付け可能な膜を備えることができ
る。
のできる本発明によるオプトエレクトロニクスデバイス
の特に優れた実施例によれば、図１及び図２に示されて
いるように、共通支持体２即ちサブマウントとして特に
シリコンから成るウェハは、レーザチップ１のボンディ
ングのために適当な金属化パターン８を備えている。こ
の支持体２には例えば数百μｍの幅と間隔とを有する平
行な複数の窪みもしくは溝がエッチング形成される。溝
の深さは数百μｍまでの大きさにすることができる。こ
の溝内又は共通支持体上に直接支持体部材３、４が、両
側面の延長線が直角に交差する台形状断面を有するプリ
ズム条体の形で入れられて陽極として又はろう付け技術
によりボンディングされる。支持体部材３、４の隣接す
る側面はミラー膜５を備えている。ＳｉＯ2 −Ｔｉ
Ｏ2 、ＳｉＯ2 −Ｓｉ、Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉのような膜列
又はこれらの膜列の組合わせ又は他の誘電体膜から成る
誘電体ミラーを設けると有利である。プリズム状支持体
部材３、４の狭い上面は、例えばＴｉ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｃ
ｒ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ
Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕから成るろう付け可能な金属膜パター
ン９、又は他のろう付け可能な膜を備えることができ
る。
【００１５】レーザユニット即ちオプトエレクトロニク
スデバイスを構成するために、共通支持体（Ｓｉサブマ
ウント）上に設けられた金属パッドもしくは金属化パタ
ーン８上には、支持体２側の下面に必要に応じて約１μ
ｍ〜１０μｍの厚みのＡｕＳｎ、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｉ、
ＰｂＳｎから成るろう膜又は他のろう付け可能な膜を備
えたレーザチップ１が支持体部材３、４の前に所定の間
隔でろう付け固定される。ろう付けのために必要なエネ
ルギーはＨＦ加熱、ＷＩＧ加熱、ヒートパイプ加熱のよ
うな種々異なった方法又はレーザ光によってレーザチッ
プ１の固定すべき下面へ与えることができる。ろう付け
工程のために必要な温度が僅かな追加エネルギーで十分
となるように、共通支持体２（特にシリコンウェハ）を
予熱すると有利である。この追加エネルギーを特に低く
保つために、所定の措置を講ずることにより、例えば、
個々のレーザチップ１間にその下面から支持体部材３、
４に至る切込みを入れることにより、供給されたエネル
ギーが隣接チップへ流出するのを大きく減少させること
ができる。レーザチップ１の上側は共通支持体２上にこ
のために設けられたパッドに接続されている。
スデバイスを構成するために、共通支持体（Ｓｉサブマ
ウント）上に設けられた金属パッドもしくは金属化パタ
ーン８上には、支持体２側の下面に必要に応じて約１μ
ｍ〜１０μｍの厚みのＡｕＳｎ、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｉ、
ＰｂＳｎから成るろう膜又は他のろう付け可能な膜を備
えたレーザチップ１が支持体部材３、４の前に所定の間
隔でろう付け固定される。ろう付けのために必要なエネ
ルギーはＨＦ加熱、ＷＩＧ加熱、ヒートパイプ加熱のよ
うな種々異なった方法又はレーザ光によってレーザチッ
プ１の固定すべき下面へ与えることができる。ろう付け
工程のために必要な温度が僅かな追加エネルギーで十分
となるように、共通支持体２（特にシリコンウェハ）を
予熱すると有利である。この追加エネルギーを特に低く
保つために、所定の措置を講ずることにより、例えば、
個々のレーザチップ１間にその下面から支持体部材３、
４に至る切込みを入れることにより、供給されたエネル
ギーが隣接チップへ流出するのを大きく減少させること
ができる。レーザチップ１の上側は共通支持体２上にこ
のために設けられたパッドに接続されている。
【００１６】光方向転換を行うための反射形プリズム状
支持体部材３、４を有するレーザサブマウント即ち共通
支持体２の特別な実施例によれば、半導体技術では一般
的に行われているが公知のエッジ放射形レーザでは従来
適用可能ではなかったテストをオプトエレクトロニクス
量を検出するために補助の光測定ヘッドだけを用いて標
準ウェハサンプラ上で行うことが可能である。
支持体部材３、４を有するレーザサブマウント即ち共通
支持体２の特別な実施例によれば、半導体技術では一般
的に行われているが公知のエッジ放射形レーザでは従来
適用可能ではなかったテストをオプトエレクトロニクス
量を検出するために補助の光測定ヘッドだけを用いて標
準ウェハサンプラ上で行うことが可能である。
【００１７】測定後、ウェハは個々のサブマウント（支
持体２）へ選択的に分割され、その場合各サブマウント
（支持体２）は１つのレーザチップ１とこのレーザチッ
プ１の正面前及び背面前にそれぞれ位置するそれぞれ１
つのプリズム状支持体部材３、４とを含む。ウェハの分
割もしくはデバイスの個別化もしくはそのサブマウント
の個別化は図２に示されているように分離路１０に沿っ
て行われる。ウェハ、特にシリコンウェハ（支持体２）
を個々のサブマウントへ分割することは同様にレーザチ
ップ１の取付前に既に行うことができる。サブマウント
はその後個々に継続加工することができる。
持体２）へ選択的に分割され、その場合各サブマウント
（支持体２）は１つのレーザチップ１とこのレーザチッ
プ１の正面前及び背面前にそれぞれ位置するそれぞれ１
つのプリズム状支持体部材３、４とを含む。ウェハの分
割もしくはデバイスの個別化もしくはそのサブマウント
の個別化は図２に示されているように分離路１０に沿っ
て行われる。ウェハ、特にシリコンウェハ（支持体２）
を個々のサブマウントへ分割することは同様にレーザチ
ップ１の取付前に既に行うことができる。サブマウント
はその後個々に継続加工することができる。
【００１８】サブマウントを個別化する前又は後に、こ
の実施例ではレンズが屈折形又は回折形であるレンズチ
ップの形のレンズ結合光学素子６は、能動的又は受動的
に、即ち補助手段としてレーザを駆動するか又は駆動せ
ずに、レーザチップ１の正面前に位置する支持体部材３
のミラー膜５の上方でｘ方向及びｙ方向へ調整されてろ
う付け又は接着により支持体部材３の上面上に有利に固
定される。ろう付けのために必要なエネルギーは例えば
レンズチップの電流直接加熱又はレーザ（半導体パワー
レーザ、固体レーザ、ＣＯ2 レーザ等）によるレーザ光
加熱によってレンズチップ内へ与えることができる。必
要なろうは例えばレンズチップ上への蒸着によって設け
ることができ、このろうは固定のために台板（支持体部
材３）への圧力接触にて溶かされる。支持体部材３、例
えばガラスプリズムの熱抵抗は、ろう付け工程の際支持
体２、例えばＳｉ基板の材料が僅かしか加熱されないよ
うに設定される。
の実施例ではレンズが屈折形又は回折形であるレンズチ
ップの形のレンズ結合光学素子６は、能動的又は受動的
に、即ち補助手段としてレーザを駆動するか又は駆動せ
ずに、レーザチップ１の正面前に位置する支持体部材３
のミラー膜５の上方でｘ方向及びｙ方向へ調整されてろ
う付け又は接着により支持体部材３の上面上に有利に固
定される。ろう付けのために必要なエネルギーは例えば
レンズチップの電流直接加熱又はレーザ（半導体パワー
レーザ、固体レーザ、ＣＯ2 レーザ等）によるレーザ光
加熱によってレンズチップ内へ与えることができる。必
要なろうは例えばレンズチップ上への蒸着によって設け
ることができ、このろうは固定のために台板（支持体部
材３）への圧力接触にて溶かされる。支持体部材３、例
えばガラスプリズムの熱抵抗は、ろう付け工程の際支持
体２、例えばＳｉ基板の材料が僅かしか加熱されないよ
うに設定される。
【００１９】レーザチップ１の正面−支持体部材３間の
距離と、この支持体部材３−レンズチップ６間の距離
と、レンズチップ６内のレンズの光学的厚みとの総和は
光結像の物体距離となる。この物体距離は支持体部材３
−レンズチップ６間の距離が一定でかつレンズチップ６
内のレンズの光学的厚みが一定の際には横方向移動だけ
によって、即ちレーザチップ１の正面を支持体部材３へ
近づけるか又は支持体部材３から遠ざけることによりレ
ーザチップ１の正面と支持体部材３との距離を変えるこ
とによって調整もしくは変更することができる。ｚ方向
への調整はそのようにして簡単な横方向調整に変換され
る。それによって、レーザ点の結像はレンズチップ６の
レンズ前に予め定められた距離で位置する光ファイバー
のコアに非常に簡単に合わせることができる。
距離と、この支持体部材３−レンズチップ６間の距離
と、レンズチップ６内のレンズの光学的厚みとの総和は
光結像の物体距離となる。この物体距離は支持体部材３
−レンズチップ６間の距離が一定でかつレンズチップ６
内のレンズの光学的厚みが一定の際には横方向移動だけ
によって、即ちレーザチップ１の正面を支持体部材３へ
近づけるか又は支持体部材３から遠ざけることによりレ
ーザチップ１の正面と支持体部材３との距離を変えるこ
とによって調整もしくは変更することができる。ｚ方向
への調整はそのようにして簡単な横方向調整に変換され
る。それによって、レーザ点の結像はレンズチップ６の
レンズ前に予め定められた距離で位置する光ファイバー
のコアに非常に簡単に合わせることができる。
【００２０】使用されたレンズチップはウェハ工程にお
いて特別なホトリソグラフ法及びエッチング法により製
造することができる。レンズ材料は技術的な要求に応じ
て選択される。１．１μｍ以上の波長に対してはシリコ
ンを使用するのが有利であり、短波長に対しては特殊ガ
ラス、又は例えばリン化ガリウム又は炭化シリコンのよ
うな半導体材料を使用するのが有利である。シリコンは
しかしながら同様にレンズ支持体でもあり得る。シリコ
ンを使用すると温度変化に対して特に安定した構成が得
られる。というのは、共通支持体２（サブマウント）、
支持体部材３、４（例えばガラスプリズム）及びレンズ
結合光学素子６（レンズチップ）は問題となる温度区間
ではほぼ同じ膨張係数を有するからである。
いて特別なホトリソグラフ法及びエッチング法により製
造することができる。レンズ材料は技術的な要求に応じ
て選択される。１．１μｍ以上の波長に対してはシリコ
ンを使用するのが有利であり、短波長に対しては特殊ガ
ラス、又は例えばリン化ガリウム又は炭化シリコンのよ
うな半導体材料を使用するのが有利である。シリコンは
しかしながら同様にレンズ支持体でもあり得る。シリコ
ンを使用すると温度変化に対して特に安定した構成が得
られる。というのは、共通支持体２（サブマウント）、
支持体部材３、４（例えばガラスプリズム）及びレンズ
結合光学素子６（レンズチップ）は問題となる温度区間
ではほぼ同じ膨張係数を有するからである。
【００２１】必要な場合、レンズ結合光学素子６を支持
する支持体部材３とは反対側に位置する一方の支持体部
材４の上側に適当なモニタ用ダイオード７を、このダイ
オードの一部分が支持体部材４上に設けられたミラー膜
５を越えて突出するように設けることができる。それに
よって、レーザチップ１の後方ミラー（後方共振器側）
から出射して隣接ミラー膜５のところで上方へ反射され
る光子（背面光）がモニタ用ダイオード７の透明基板を
通ってモニタ用ダイオードのｐｎ接合に到達することが
できる。不透明基板を有するモニタ用ダイオードの場
合、ダイオードはｐｎ接合を下にして支持体部材４上に
設けられる。しかしながら、モニタ用ダイオード７は例
えばレンズチップが両支持体部材３、４にわたって延在
する場合にはレンズ結合光学素子６の上方に配置するか
又はレンズ結合光学素子６内に集成することもできる。
する支持体部材３とは反対側に位置する一方の支持体部
材４の上側に適当なモニタ用ダイオード７を、このダイ
オードの一部分が支持体部材４上に設けられたミラー膜
５を越えて突出するように設けることができる。それに
よって、レーザチップ１の後方ミラー（後方共振器側）
から出射して隣接ミラー膜５のところで上方へ反射され
る光子（背面光）がモニタ用ダイオード７の透明基板を
通ってモニタ用ダイオードのｐｎ接合に到達することが
できる。不透明基板を有するモニタ用ダイオードの場
合、ダイオードはｐｎ接合を下にして支持体部材４上に
設けられる。しかしながら、モニタ用ダイオード７は例
えばレンズチップが両支持体部材３、４にわたって延在
する場合にはレンズ結合光学素子６の上方に配置するか
又はレンズ結合光学素子６内に集成することもできる。
【００２２】オプトエレクトロニクス試験の後、レーザ
チップ１、支持体部材３，４、レンズ結合光学素子６及
びモニタ用ダイオード７が設けられている共通支持体２
（サブマウント）即ちマイクロモジュールは、通常の半
導体チップと同じようにダイボンディング技術及びワイ
ヤボンディング技術にて予め備えられた共通支持体、例
えばＴＯケースの底板上に取付けることができる。
チップ１、支持体部材３，４、レンズ結合光学素子６及
びモニタ用ダイオード７が設けられている共通支持体２
（サブマウント）即ちマイクロモジュールは、通常の半
導体チップと同じようにダイボンディング技術及びワイ
ヤボンディング技術にて予め備えられた共通支持体、例
えばＴＯケースの底板上に取付けることができる。
【００２３】モニタ用ダイオード７の光入射面とレンズ
結合光学素子６、特にレンズとに反射損失を少なくする
ために光学的コーティング処理を施すと有利である。
結合光学素子６、特にレンズとに反射損失を少なくする
ために光学的コーティング処理を施すと有利である。
【図１】本発明によるオプトエレクトロニクスデバイス
の一実施例を示す断面図。
の一実施例を示す断面図。
【図２】本発明によるオプトエレクトロニクスデバイス
の一実施例をウェハアレイにて製造する際の製造方法に
ついて説明するための概略図。
の一実施例をウェハアレイにて製造する際の製造方法に
ついて説明するための概略図。
１ レーザチップ ２ 共通支持体 ３、４ 支持体部材 ５ ミラー膜 ６ レンズ結合光学素子 ７ モニタ用ダイオード ８ 金属パッド ９ 金属膜パターン １０ 分割路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス‐ルートヴイツヒ アルトハウス ドイツ連邦共和国 93138 ラペルスドル フ ゲオルクシユトラーセ 12 (72)発明者 ラルフ デイートリツヒ ドイツ連邦共和国 81543 ミユンヘン アギロルフインガープラツツ ５
Claims (12)
- 【請求項１】 光送信器としてのレーザチップと、この
レーザチップ内に作られた光の規定された放射を行うた
めのレンズ結合光学素子とを備えたオプトエレクトロニ
クスデバイスにおいて、レーザチップ（１）は、このレ
ーザチップ（１）の共振器面に隣接する側面がミラー膜
（５）を備えかつ共振器面に対して４５°の角度で傾斜
する２つの支持体部材（３、４）間で共通支持体（２）
上に配置され、それによりレーザチップ（１）内に作ら
れた光が共通支持体（２）の上面に対してほぼ垂直に上
方へ向けられ、少なくとも一方の支持体部材（３）上に
はレンズ結合光学素子（６）がレーザチップ（１）内に
作られた光がこのレンズ結合光学素子（６）にほぼ垂直
に当たるように配置されて固定されることを特徴とする
オプトエレクトロニクスデバイス。 - 【請求項２】 共通支持体（２）はシリコンから成るこ
とを特徴とする請求項１記載のデバイス。 - 【請求項３】 支持体部材（３、４）はガラス又はシリ
コンから成り、台形状断面を有することを特徴とする請
求項１又は２記載のデバイス。 - 【請求項４】 支持体部材（３、４）は共通支持体
（２）の窪み内に嵌め込まれることを特徴とする請求項
１乃至３の１つに記載のデバイス。 - 【請求項５】 支持体部材（３、４）の隣接する側面上
に設けられたミラー膜（５）は誘電体物質から成ること
を特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のデバイス。 - 【請求項６】 レンズ結合光学素子（６）は屈折形及び
／又は回折形レンズを集成したレンズチップであること
を特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のデバイス。 - 【請求項７】 レンズチップはシリコン、、炭化シリコ
ン、リン化ガリウム又はガラスから成ることを特徴とす
る請求項６記載のデバイス。 - 【請求項８】 両支持体部材（３、４）の一方又はレン
ズ結合光学素子（６）上にはモニタ用チップ（７）がレ
ーザチップ（１）によって作られた光の一部分を受信可
能であるように配置されて固定されることを特徴とする
請求項１乃至７の１つに記載のデバイス。 - 【請求項９】 レーザチップ（１）をボンディングする
ために適当な金属パターンを備えた共通支持体（２）と
してのシリコンウェハに互いに離間した平行な窪みがエ
ッチング形成され、この窪みに支持体部材（３、４）と
して台形状断面を有して隣接する側面にミラー膜（５）
を備えたプリズム条体が嵌め込まれてボンディングさ
れ、レーザチップ（１）が支持体部材（３、４）の前に
所定の間隔で配置されて固定され、その後シリコンウェ
ハが支持体部材（３、４）の領域で個々のデバイスに分
割されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載
されたオプトエレクトロニクスデバイスの製造方法。 - 【請求項１０】 シリコンウェハの個別化はレーザチッ
プ（１）を設ける前に行われることを特徴とする請求項
９記載の方法。 - 【請求項１１】 レンズ結合光学素子（６）としてレン
ズチップがレーザチップ（１）の正面前に位置する一方
の支持体部材（３）のミラー膜（５）上でｘ方向及びｙ
方向に調整されてろう付け又は接着により支持体部材
（３）の上面に固定されることを特徴とする請求項９又
は１０記載の方法。 - 【請求項１２】 レーザチップ（１）の背面前に位置す
る第２の支持体部材（４）のミラー膜（５）の上方にモ
ニタ用チップ（７）が調整されて固定されることを特徴
とする請求項９乃至１１の１つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP93120734A EP0660467B1 (de) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
| AT93120734.4 | 1993-12-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202350A true JPH07202350A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3878231B2 JP3878231B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
ID=8213520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33436994A Expired - Lifetime JP3878231B2 (ja) | 1993-12-22 | 1994-12-19 | オプトエレクトロニクスデバイス及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5875205A (ja) |
| EP (1) | EP0660467B1 (ja) |
| JP (1) | JP3878231B2 (ja) |
| DE (1) | DE59305898D1 (ja) |
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