JP6572118B2 - 光部品構造 - Google Patents
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Description
図1に従来例1として、このような光部品の断面構造を示す。
図1において、半導体基板であるPD基板1の表面(上面)には、n型半導体層2、i型半導体で形成された光吸収層3、p型半導体層4の積層構造により光半導体素子としてのフォトダイオード(PD)が構成されている。n型半導体層2の左右端部、およびp型半導体層4の上にはそれぞれコンタクト電極を介して配線電極5,6が形成されて、PD基板1の裏面(下面)側より入射した入射光7を光電変換した電気信号が取り出される。
図2に示す従来例2において、図1と同じ構成要素は同じ番号で示すが、基本的な相違点は、図2ではPDが構成された半導体基板であるPD基板1とは別の光学部品基板21の下面(裏面)側に、レンズ8が形成されている点である。光学部品基板21の材料は、入射光7(信号光)に対して透明であれば半導体である必要は無く、例えばガラスや透明なプラスチックとすることができる。
表面に光半導体素子が設けられた半導体基板と、裏面に光学部品が設けられた光学部品基板とからなり、前記半導体基板の裏面と前記光学部品基板の表面を接着剤を用いて接合した光部品構造において、
前記半導体基板と前記光学部品基板の間の接合部の前記光半導体素子と前記光学部品を結ぶ信号光の光路にあたる部分には接着剤がなく、
前記接合部の前記信号光の光路にあたる部分を少なくとも部分的に囲む堰体構造が形成されて光路上に接着剤が流入しないように構成されており、
前記堰体構造は、
前記光学部品基板または前記半導体基板の前記接合部の側の面上に、前記信号光の光路にあたる部分に形成された反射防止膜とは離隔して形成された別の反射防止膜からなる堰体膜から形成されている
ことを特徴とする光部品構造。
発明の構成1に記載の光部品構造において、
前記光半導体素子はフォトダイオード(PD)、LED,レーザのいずれか一つまたは複数であり、
前記光学部品はレンズ、ミラー、プリズム、光導波路、回折格子(グレーティング)のいずれか一つまたは複数である
ことを特徴とする光部品構造。
半導体基板の表面に光半導体素子を形成するステップと、
光学部品基板の裏面に光学部品を形成するステップと、
前記光学部品基板の表面または前記半導体基板の裏面に、反射防止膜を形成するステップと、
前記光学部品基板の表面または前記半導体基板の裏面に、前記光学部品と前記光半導体素子を結ぶ信号光の光路にあたる部分を少なくとも部分的に囲み、基板接合用の接着剤の光路への流入を防ぐ堰体構造を、前記反射防止膜とは離隔して形成された別の反射防止膜として形成するステップと、
前記光学部品基板の表面または前記半導体基板の裏面に、前記堰体構造から離隔して接着剤パターンを形成するステップと、
前記光学部品基板と前記半導体基板を圧着接合し、接着剤を硬化して基板接合部を形成するステップと
からなる光部品構造の製造方法。
前述の様に、ウエハ接合を用いた光部品では、基板間の接合部の光路上に接着剤のボイドが発生して光結合効率が低下する、という課題があった。
図3に、本発明の実施例1の光部品のウエハ接合前後の断面構造を示す。
図3(a)はウエハ接合前の状態であり、図3(b)は上下に押圧して接合したウエハ接合後の状態である。PD基板1については、InP系の半導体を用いたPDを例に挙げる。このPDは、次に示す方法で形成できる。
図6に、本発明の実施例2の光部品のウエハ接合前後の断面構造を示す。
以上、実施例1,2においては、PDの形成された半導体基板と、レンズの形成された光学部品基板を接合した受光部品について説明したが、本発明の光部品構造は接着剤で接合された接合部を有する光部品であれば適用可能であり、他の実施例として、受光素子としてのPD以外にも、LED,レーザのような発光素子である光半導体素子の設けられた半導体基板であってもよく、レンズ以外にもミラー、プリズム、光導波路、回折格子(グレーティング)などの光学部品が設けられた光学部品基板であってもよい。
2 n型半導体層、n型InP層
3 i型光吸収層、ノンドープ(i型)InGaAs層
4 p型半導体層、p型InGaAs層
5,6 配線電極
7 入射光、信号光
8 レンズ
9、22、39、39a、39b、69a、69b 反射防止膜(AR膜)
21 光学部品基板
23 接合層
23a 接着剤
30、60 空気層
70,80 堰体膜
Claims (3)
- 表面に光半導体素子が設けられた半導体基板と、裏面に光学部品が設けられた光学部品基板とからなり、前記半導体基板の裏面と前記光学部品基板の表面を接着剤を用いて接合した光部品構造において、
前記半導体基板と前記光学部品基板の間の接合部の前記光半導体素子と前記光学部品を結ぶ信号光の光路にあたる部分には接着剤がなく、
前記接合部の前記信号光の光路にあたる部分を少なくとも部分的に囲む堰体構造が形成されて光路上に接着剤が流入しないように構成されており、
前記堰体構造は、
前記光学部品基板または前記半導体基板の前記接合部の側の面上に、前記信号光の光路にあたる部分に形成された反射防止膜とは離隔して形成された別の反射防止膜からなる堰体膜から形成されている
ことを特徴とする光部品構造。 - 請求項1に記載の光部品構造において、
前記光半導体素子はフォトダイオード(PD)、LED,レーザのいずれか一つまたは複数であり、
前記光学部品はレンズ、ミラー、プリズム、光導波路、回折格子(グレーティング)のいずれか一つまたは複数である
ことを特徴とする光部品構造。 - 半導体基板の表面に光半導体素子を形成するステップと、
光学部品基板の裏面に光学部品を形成するステップと、
前記光学部品基板の表面または前記半導体基板の裏面に、反射防止膜を形成するステップと、
前記光学部品基板の表面または前記半導体基板の裏面に、前記光学部品と前記光半導体素子を結ぶ信号光の光路にあたる部分を少なくとも部分的に囲み、基板接合用の接着剤の光路への流入を防ぐ堰体構造を、前記反射防止膜とは離隔して形成された別の反射防止膜として形成するステップと、
前記光学部品基板の表面または前記半導体基板の裏面に、前記堰体構造から離隔して接着剤パターンを形成するステップと、
前記光学部品基板と前記半導体基板を圧着接合し、接着剤を硬化して基板接合部を形成するステップと
からなる光部品構造の製造方法。
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| JP2015237934A JP6572118B2 (ja) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 光部品構造 |
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