光集積回路モジュール、このモジュールに用いる光学ベンチ、及び光集積回路モジュールの作製方法
【課題】歩留まりの向上を図ることができる光集積回路モジュール、このモジュールに用いる光学ベンチ、及び光集積回路モジュールの作製方法を提供する。
【解決手段】光集積回路モジュール１は、ＬＤアレイ２が実装された光学ベンチとしてのＳＯＢ（シリコンオプチカルベンチ）３の端面４と、平面光波回路５が形成された光導波路素子としてのＰＬＣ６の端面７とを突き合わせて、ＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９を光学的に接続した光モジュールである。この光集積回路モジュール１では、ＳＯＢ３の端面４は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面になっている。つまり、ＳＯＢ３の端面４を研磨で仕上げることによって、端面４の位置精度を上げ、端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくしている。
【解決手段】光集積回路モジュール１は、ＬＤアレイ２が実装された光学ベンチとしてのＳＯＢ（シリコンオプチカルベンチ）３の端面４と、平面光波回路５が形成された光導波路素子としてのＰＬＣ６の端面７とを突き合わせて、ＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９を光学的に接続した光モジュールである。この光集積回路モジュール１では、ＳＯＢ３の端面４は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面になっている。つまり、ＳＯＢ３の端面４を研磨で仕上げることによって、端面４の位置精度を上げ、端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路（PLC；Planar Lightwave Circuit）が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュール、このモジュールに用いる光学ベンチ、及び光集積回路モジュールの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体導波路素子やシリカ系光導波路素子といった異種の導波路材（導波路素子）を光学的に接続したハイブリッドデバイス（光集積回路モジュール）の開発が試みられている。異種の導波路素子間の光結合部は、各導波路素子の導波路（半導体導波路素子の半導体導波路と光導波路素子の光導波路）のモード径が小さく、導波路の高さも異なるため、精度の高い導波路同士の位置合わせが必要となる。
【０００３】
従来、Si基板上にテラス型の基準部を設けて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路の高さを合わせる方法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−０３１７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に開示された従来技術のようにSi基板上にテラス型の基準部を形成するのは、構造的に作製が困難で、高い歩留まりを保証できないので、より簡便で高い歩留まりを保証できる技術が望まれている。
【０００５】
また、Si基板などの光学ベンチに搭載された半導体導波路素子の端面と平面光波回路が形成された光導波路素子（PLC基板）の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続する場合、光学ベンチの端面をダイサーでカットすることが考えられる。この場合、ダイサーの切削精度によって半導体導波路素子の端面と光導波路素子の端面との間の端面距離の精度に影響を及ぼすことが懸念される。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、歩留まりの向上を図ることができる光集積回路モジュール、このモジュールに用いる光学ベンチ、及び光集積回路モジュールの作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る光モジュールは、半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールであって、前記光学ベンチの端面は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面であることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、（１）光導波路素子の端面と突き合わされる光学ベンチの端面が、ダイサーで切削された端面よりも加工精度の良い面になる。このため、光学ベンチの端面を光導波路素子の端面に突き合わせる際に、半導体導波路素子の端面、例えばレーザダイオードの光出射面或いはフォトダイオードの光入射面（受光面）と、光導波路素子の端面との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続される半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュールを作製する際の歩留まりを向上することができる。（２）また、通常、ダイサーで切削された面は非常に荒れていて表面粗さが大きいため、ダイサーで切削された光学ベンチの端面と光導波路素子の端面とを突き合わせて、接着により光学ベンチと光導波路素子を結合する際に、接着の信頼性が悪い。また、その切削された面に塗布した接着剤にチッピングが起き、そこから傷やクラックが発生し易く、この点でも接着の信頼性が悪い。これに対して、この構成によれば、光学ベンチの端面は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面であるため、接着の信頼性が向上する。これと共に、その研磨された面に塗布した接着剤にチッピングが起きにくく、傷やクラックの発生を抑制できるので、この点でも接着の信頼性が向上する。
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項２に記載の発明に係る光集積回路モジュールに用いる光学ベンチは、半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールに用いる光学ベンチであって、前記半導体導波路素子が実装される表面に、前記光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を視認して確認するための研磨用マーカーが形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、光導波路素子の端面と突き合わされる光学ベンチの端面を研磨する際に、光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、研磨用マーカーを顕微鏡等で視認して確認できるので、光学ベンチの端面を目標仕上がり位置まで研磨により精度良く加工することができる。これにより、光学ベンチの端面を光導波路素子の端面に突き合わせる際に、半導体導波路素子の端面と光導波路素子の端面との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続される半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュールを作製する際の歩留まりを向上することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係る光学ベンチは、前記研磨用マーカーは、平面視で、研磨方向に一定の間隔ずつずれた複数の段が連続した階段状の部材であることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、研磨用マーカーである階段状の部材を顕微鏡等で視認して、その部材の複数の段のうち、どの段までダイサーで切削されているかを確認することで、光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。この残り寸法の大きさに応じて、研磨に用いる砥粒の大きさや研磨速度を決めることができるので、研磨による端面の加工精度が向上すると共に、加工時間を短縮することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明に係る光学ベンチは、前記研磨用マーカーは、平面視で、矩形状或いは線状の複数の部材が研磨方向に一定の間隔ずつずれて配置された集合体であることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、研磨用マーカーである矩形状或いは線状の複数の部材の集合体を顕微鏡等で視認して、矩形状或いは線状の複数の部材のうち、どの部材までダイサーで切削されているかを確認することで、光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。この残り寸法の大きさに応じて、研磨に用いる砥粒の大きさや研磨速度を決めることができるので、研磨による端面の加工精度が向上すると共に、加工時間を短縮することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明に係る光学ベンチは、前記研磨用マーカーは、前記半導体導波路素子が実装される位置の左右両側に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、半導体導波路素子が実装される位置の左右両側にある研磨用マーカーを顕微鏡等で視認することで、半導体導波路素子が実装される位置の左右両側で光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。これにより、光学ベンチの端面と半導体導波路素子の端面との平行度が向上する。その結果、光学的に接続される半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路との結合損失のばらつきΔＣを更に小さく抑えることができ、光集積回路モジュールを作製する際の歩留まりを更に向上することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明に係る光学ベンチは、前記半導体導波路素子が実装される表面には、前記半導体導波路素子と電子素子の間で電気信号を伝送するための伝送路である配線パターンと、前記半導体導波路素子が実装されるハンダ膜とが設けられていることを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するために、請求項７に記載の発明に係る光集積回路モジュールの作製方法は、半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールの作製方法であって、前記光学ベンチの端面をダイサーで切削し、前記切削の後、切削された前記光学ベンチの端面を目標仕上がり位置まで研磨することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、（１）光学ベンチの端面をダイサーで切削した後、切削された光学ベンチの端面を目標仕上がり位置まで研磨するので、光導波路素子の端面と突き合わされる光学ベンチの端面が、ダイサーで切削された端面よりも加工精度の良い面になる。このため、光学ベンチの端面を光導波路素子の端面に突き合わせて、接着する際に、半導体導波路素子の端面と光導波路素子の端面との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続される半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュールを作製する際の歩留まりを向上することができる。（２）また、研磨した光学ベンチの端面は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さになるため、接着の信頼性が向上する。これと共に、その研磨された面に塗布した接着剤にチッピングが起きにくく、傷やクラックの発生を抑制できるので、この点でも。接着の信頼性が向上する。
【００２０】
請求項８に記載の発明に係る光集積回路モジュールの作製方法は、前記光学ベンチの端面をダイサーで切削した後、切削された前記光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、前記半導体導波路素子が実装される前記光学ベンチの表面に形成された研磨用マーカーを視認して把握し、その後、把握した前記残り寸法だけ前記光学ベンチの端面を研磨することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、光学ベンチの端面をダイサーで切削した後、光導波路素子の端面と突き合わされる光学ベンチの端面を研磨する際に、光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、研磨用マーカーを視認して確認できるので、光学ベンチの端面を目標仕上がり位置まで研磨により精度良く加工することができる。これにより、光学ベンチの端面を光導波路素子の端面に突き合わせて接着する際に、半導体導波路素子の端面と光導波路素子の端面との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続される半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、歩留まりの向上を図ることができる光集積回路モジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る光集積回路モジュール１を図１に基づいて説明する。
【００２４】
この光集積回路モジュール１は、半導体導波路素子としての半導体レーザダイオードアレイ（ＬＤアレイ）２が実装された光学ベンチとしてのシリコン（Ｓｉ）オプチカルベンチ（ＳＯＢ）３の端面４と、平面光波回路５が形成された光導波路素子としてのシリカ系光導波路素子（ＰＬＣ）６の端面７とを突き合わせて、ＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９を光学的に接続した光モジュールである。ＬＤアレイ２は、例えば、複数の分布帰還型（Distributed Feedback:DFB）半導体レーザダイオードを１列に並べた半導体レーザダイオードアレイである。
【００２５】
このようにＳＯＢ３の端面４とＰＬＣ６の端面７とを突き合わせて、ＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９を光学的に接続した光集積回路モジュール１を作製する際には、工程上、ＰＬＣ６の端面７とＳＯＢ３の端面４とを突き合わせて（Ｌ＝０）、基準点を出す必要がある。
【００２６】
したがって、この光集積回路モジュール１を作製する際には、ＰＬＣ６の端面７とＬＤアレイ２の端面１０との間の端面距離ＺはＺ＝Ｄ＋Ｌで決定されるが、ＳＯＢ３の端面４の位置に誤差ΔＬが発生すると、端面距離Ｚの誤差に影響する。
【００２７】
そこで、第１実施形態に係る光集積回路モジュール１では、ＳＯＢ３の端面４は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面になっている。つまり、この光集積回路モジュール１では、ＳＯＢ３の端面４を研磨で仕上げることによって、端面４の位置精度を上げ、端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくしている。
【００２８】
図２は、端面距離Ｚの誤差ΔＺと結合損失ＣのばらつきΔＣの関係を示している。図２から、端面４の位置精度を上げて端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることで、光学的に接続されるＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９との結合損失ＣのばらつきΔＣを小さく抑えることができることが分かる。
【００２９】
ＰＬＣ６は、次のようにして作製される。
火炎堆積（Flame Hydrolysis Deposition, FHD）法により、Si基板上に、下部クラッド層およびコア層となるシリカ材料（SiO2系のガラス粒子）を堆積し、加熱してガラス膜を溶融透明化する。この後、フォトリソグラフィと反応性イオンエッチングで所望の複数の光導波路９を形成し、再びFHD法により上部クラッドを形成する。
【００３０】
次に、図１に示す光集積回路モジュール１に用いる第１実施形態に係る光学ベンチを図３に基づいて説明する。
【００３１】
図３に示す光学ベンチとしてのＳＯＢ３においては、ＬＤアレイ２が実装される表面３ａに、ＳＯＢ３の端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を視認して確認するための研磨用マーカー２０，２１が形成されている。目標仕上がり位置は、図３の研磨目標線３０で示す位置である。
【００３２】
またＳＯＢ３の表面３ａには、ＬＤアレイ２の各DFB半導体レーザダイオード（ＬＤ）と図示を省略した電子素子としてのドライバＩＣとの間で電気信号を伝送するための伝送路である配線パターン２２，２３と、ＬＤアレイ２が実装されるハンダ膜２４とが形成されている。なお、図３において、符号「３１」は、１枚のシリコン（Ｓｉ）ウェハから１チップのＳＯＢ３を、ダイサーで切削して分離するためのダイシング線である。
【００３３】
研磨用マーカー２０，２１は、ＬＤアレイ２が実装されるハンダ膜２４の左右両側に形成されている。左側の研磨用マーカー２０は、図４（Ａ）に示すように、平面視で、図３の矢印２５で示す研磨方向に一定の間隔ｄずつずれた複数の段が連続した階段状の部材である。同様に、右側の研磨用マーカー２１は、図４（Ｂ）に示すように、平面視で、研磨方向に一定の間隔ｄずつずれた複数の段が連続した階段状の部材である。一定の間隔ｄは、例えば、1μｍ、或いは数μｍである。各研磨用マーカー２０，２１は、ＳＯＢ３の表面３ａ上に、スパッタ法などの金属蒸着法により形成されている。
【００３４】
複数の配線パターン２２，２３はそれぞれ、例えば、ＳＯＢ３の表面３ａ側から順にＴｉ，ＮＩおよびＡｕをそれぞれ積層した電極膜（Ｔｉ/Ｎｉ/Ａｕ）である。ハンダ膜２４は、ＳＯＢ３の表面３ａ側から順にＡｕとＳｎを積層して形成されている。ハンダ膜２４のＡｕ層の両端部は、２つの配線パターン２２と電気的に接続されている。
【００３５】
ＬＤアレイ２は、例えば、その基板の裏面電極（コモン電極）をハンダ膜２４のＳｎ層とハンダ接合して実装（フリップチップ実装）される。これにより、ＬＤアレイ２の裏面電極が２つの配線パターン２２を介して電源（図示省略）の負極と電気的に接続される。
【００３６】
一方、ＬＤアレイ２の表面には、複数のＬＤにそれぞれ対応する独立した複数の上部電極が形成されている。複数の上部電極は、対応する複数の配線パターン２３とそれぞれワイヤ（図示省略）で電気的に接続される。これにより、ＬＤアレイ２を駆動するドライバＩＣからＬＤアレイ２の複数のＬＤには、複数の配線パターン２３および複数のワイヤ（図示省略）をそれぞれ介して変調信号が入力され、各ＬＤから変調信号により変調された光信号が出射されて、ＰＬＣ６の複数の光導波路９にそれぞれ光結合するようになっている。
【００３７】
次に、図１に示す光集積回路モジュール１の作製方法について説明する。
この光集積回路モジュール１は、次のようにして作製される。
（工程１）まず、ＬＤアレイ２をＳＯＢ３のハンダ膜２４上に実装する（図１参照）。
（工程２）次に、ＳＯＢ３の端面をダイサーで切削する。
（工程３）次に、切削されたＳＯＢ３の端面を、図３の研磨目標線３０で示す目標仕上がり位置まで研磨する。
【００３８】
この工程３では、まず、ダイサーで切削されたＳＯＢ３の端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、ＳＯＢ３の表面３ａに形成された研磨用マーカー２０，２１を顕微鏡で視認して把握する。この後、把握した残り寸法だけＳＯＢ３の端面を研磨する。
この研磨により、ＳＯＢ３の端面は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された端面４（図１参照）になる。
【００３９】
（工程４）次に、ＬＤアレイ２に対してＰＬＣ６を動かして、ＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８に対してＰＬＣ６の複数の光導波路９をアクティブ調芯する。
【００４０】
（工程５）この調芯後、ＳＯＢ３の端面４とＰＬＣ６の端面７の間にＵＶ硬化接着剤を塗布し、ＵＶ硬化接着剤にＵＶ光を照射してＵＶ硬化接着剤全体を硬化させる。
【００４１】
これにより、ＬＤアレイ２が実装されたＳＯＢ３とＰＬＣ６とが結合されて光集積回路モジュール１が完成する。なお、結合されたＳＯＢ３とＰＬＣ６を補強のための基板上に固定するようにしても良い。
【００４２】
以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○第１実施形態に係る光集積回路モジュール１では、ＳＯＢ３の端面４は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面になっている。つまり、この光集積回路モジュール１では、ＳＯＢ３の端面４を研磨で仕上げることによって、端面４の位置精度を上げ、端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくしている。これにより、光導波路素子としてのＰＬＣ６の端面７と突き合わされる光学ベンチとしてのＳＯＢ３の端面４が、ダイサーで切削された端面よりも加工精度の良い面になる。このため、ＳＯＢ３の端面４をＰＬＣ６の端面７に突き合わせる際に、各ＬＤの光出射面であるＬＤアレイ２の端面１０と、ＰＬＣ６の端面７との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続されるＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュール１を作製する際の歩留まりを向上することができる。
【００４３】
○ＳＯＢ３の端面４は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面であるため、ＳＯＢ３の端面４とＰＬＣ６の端面７とを突き合わせて、ＵＶ硬化接着剤を用いた接着により光学ベンチと光導波路素子を結合する際に、接着の信頼性が向上する。
【００４４】
○研磨されたＳＯＢ３の端面４に塗布したＵＶ硬化接着剤にチッピングが起きにくく、傷やクラックの発生を抑制できるので、この点でも接着の信頼性が向上する。
【００４５】
○第１実施形態に係る光学ベンチとしてのＳＯＢ３では、ＬＤアレイ２が実装される表面３ａに、ＳＯＢ３の端面４から図３の研磨目標線３０で示す目標仕上がり位置までの残り寸法を視認して確認するための研磨用マーカー２０，２１が形成されている。この構成により、ＰＬＣ６の端面７と突き合わされるＳＯＢ３の端面を研磨する際に、ＳＯＢ３の端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、研磨用マーカー２０，２１を顕微鏡等で視認して確認できるので、ＳＯＢ３の端面４を目標仕上がり位置まで研磨により精度良く加工することができる。これにより、ＳＯＢ３の端面４をＰＬＣ６の端面７に突き合わせる際に、ＬＤアレイ２の端面１０とＰＬＣ６の端面７との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続されるＬＤアレイ２の各半導体導波路８と平面光波回路５の各光導波路９との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュール１を作製する際の歩留まりを向上することができる。
【００４６】
○ＳＯＢ３の研磨用マーカー２０，２１は、平面視で、研磨方向に一定の間隔ずつずれた複数の段が連続した階段状の部材である。この構成により、研磨用マーカー２０，２１である階段状の部材を顕微鏡等で視認して、その部材の複数の段のうち、どの段までダイサーで切削されているかを確認することで、ＳＯＢ３の端面４から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。この残り寸法の大きさに応じて、研磨に用いる砥粒の大きさや研磨速度を決めることができるので、研磨による端面４の加工精度が向上すると共に、加工時間を短縮することができる。
【００４７】
○ＳＯＢ３の研磨用マーカー２０，２１は、ＬＤアレイ２が実装される位置（ハンダ膜２４）の左右両側に形成されている。この構成により、研磨用マーカー２０，２１を顕微鏡等で視認することで、ＬＤアレイ２が実装されるハンダ膜２４の左右両側でＳＯＢ３の端面４から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。これにより、ＳＯＢ３の端面４とＬＤアレイ２の端面１０との平行度が向上する。その結果、光学的に接続されるＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９との結合損失のばらつきΔＣを更に小さく抑えることができ、光集積回路モジュール１を作製する際の歩留まりを更に向上することができる。
【００４８】
○第１実施形態に係る光集積回路モジュール１の作製方法では、ＳＯＢ３の端面をダイサーで切削し、この切削後、ＳＯＢ３の端面を目標仕上がり位置まで研磨する。この構成により、ＳＯＢ３の端面４が、ダイサーで切削された端面よりも加工精度の良い面になる。このため、光学的に接続されるＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュール１を作製する際の歩留まりを向上することができる。
【００４９】
また、この作製方法により、ＳＯＢ３の端面４は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面であるため、ＳＯＢ３の端面４とＰＬＣ６の端面７とを突き合わせて、ＵＶ硬化接着剤を用いた接着により光学ベンチと光導波路素子を結合する際に、接着の信頼性が向上する。さらに、この作製方法により、研磨されたＳＯＢ３の端面４に塗布したＵＶ硬化接着剤にチッピングが起きにくく、傷やクラックの発生を抑制できるので、この点でも接着の信頼性が向上する。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、図１に示す光集積回路モジュール１に用いる第２実施形態に係る光学ベンチを図５に基づいて説明する。
【００５１】
本実施形態に係る光学ベンチでは、図３に示す左右の研磨用マーカー２０，２１のうち、左側の研磨用マーカー２０に対応する左側の研磨用マーカー２０Ａは、図５に示すように、平面視で、矩形状或いは線状の複数の部材４０が図３の矢印２５で示す研磨方向に一定の間隔ずつずれて配置された集合体である。同様に、研磨用マーカー２０，２１のうち、右側の研磨用マーカー２１に対応する右側の研磨用マーカー（図示省略）も、平面視で、複数の矩形状或いは線状の部材が研磨方向に一定の間隔ずつずれて配置された集合体である。
【００５２】
第２実施形態に係る光学ベンチによれば、研磨用マーカー２０Ａである複数の部材４０の集合体を顕微鏡等で視認して、複数の部材４０のうち、どの部材４０までダイサーで切削されているかを確認することで、ＳＯＢ３の端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。この残り寸法の大きさに応じて、研磨に用いる砥粒の大きさや研磨速度を決めることができるので、研磨によるＳＯＢ３の端面の加工精度が向上すると共に、加工時間を短縮することができる。
【００５３】
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、半導体導波路素子としてＬＤアレイ２を用いているが、「半導体導波路素子」には、半導体レーザダイオード以外に、半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier:SOA）、半導体の電界吸収効果を用いた電界吸収型（Elcctro Absorption: EA）変調器、半導体受光素子などが含まれる。
【００５４】
・上記各実施形態では、半導体導波路素子としてＬＤアレイ２を用いた光集積回路モジュールについて説明したが、半導体導波路素子として一つの半導体レーザダイオード、或いは一つの半導体光増幅器、一つの電界吸収型（Elcctro Absorption: EA）変調器、或いは一つの半導体受光素子を用いた構成の光集積回路モジュール、この光集積回路モジュールに用いる光学ベンチ、および光集積回路モジュールの作製方法にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態に係る光集積回路モジュールの概略構成を示す側面図。
【図２】図１に示す光集積回路モジュールにおける端面距離Ｚの誤差ΔＺと結合損失ＣのばらつきΔＣの関係を示すグラフ。
【図３】第１実施形態に係る光学ベンチであるＳＯＢを示す平面図。
【図４】（Ａ）は図３に示す左側の研磨用マーカーを示す拡大図、（Ｂ）は図３に示す右側の研磨用マーカーを示す拡大図。
【図５】第２実施形態に係る光学ベンチであるＳＯＢの左側の研磨用マーカーを示す拡大図。
【符号の説明】
【００５６】
１：光集積回路モジュール
２：半導体レーザダイオードアレイ（ＬＤアレイ）
３：光学ベンチとしてのＳＯＢ（シリコンオプチカルベンチ）
３ａ：表面
４：ＳＯＢの端面
５：平面光波回路
６：光導波路素子としてのＰＬＣ
７：ＰＬＣの端面
８：半導体導波路
９：光導波路
１０：ＬＤアレイの端面
２０，２１：研磨用マーカー
２２，２３：配線パターン
２４：ハンダ膜
３０：目標仕上がり位置を示す研磨目標線
４０：矩形状或いは線状の部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路（PLC；Planar Lightwave Circuit）が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュール、このモジュールに用いる光学ベンチ、及び光集積回路モジュールの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体導波路素子やシリカ系光導波路素子といった異種の導波路材（導波路素子）を光学的に接続したハイブリッドデバイス（光集積回路モジュール）の開発が試みられている。異種の導波路素子間の光結合部は、各導波路素子の導波路（半導体導波路素子の半導体導波路と光導波路素子の光導波路）のモード径が小さく、導波路の高さも異なるため、精度の高い導波路同士の位置合わせが必要となる。
【０００３】
従来、Si基板上にテラス型の基準部を設けて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路の高さを合わせる方法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−０３１７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に開示された従来技術のようにSi基板上にテラス型の基準部を形成するのは、構造的に作製が困難で、高い歩留まりを保証できないので、より簡便で高い歩留まりを保証できる技術が望まれている。
【０００５】
また、Si基板などの光学ベンチに搭載された半導体導波路素子の端面と平面光波回路が形成された光導波路素子（PLC基板）の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続する場合、光学ベンチの端面をダイサーでカットすることが考えられる。この場合、ダイサーの切削精度によって半導体導波路素子の端面と光導波路素子の端面との間の端面距離の精度に影響を及ぼすことが懸念される。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、歩留まりの向上を図ることができる光集積回路モジュール、このモジュールに用いる光学ベンチ、及び光集積回路モジュールの作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る光モジュールは、半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールであって、前記光学ベンチの端面は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面であることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、（１）光導波路素子の端面と突き合わされる光学ベンチの端面が、ダイサーで切削された端面よりも加工精度の良い面になる。このため、光学ベンチの端面を光導波路素子の端面に突き合わせる際に、半導体導波路素子の端面、例えばレーザダイオードの光出射面或いはフォトダイオードの光入射面（受光面）と、光導波路素子の端面との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続される半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュールを作製する際の歩留まりを向上することができる。（２）また、通常、ダイサーで切削された面は非常に荒れていて表面粗さが大きいため、ダイサーで切削された光学ベンチの端面と光導波路素子の端面とを突き合わせて、接着により光学ベンチと光導波路素子を結合する際に、接着の信頼性が悪い。また、その切削された面に塗布した接着剤にチッピングが起き、そこから傷やクラックが発生し易く、この点でも接着の信頼性が悪い。これに対して、この構成によれば、光学ベンチの端面は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面であるため、接着の信頼性が向上する。これと共に、その研磨された面に塗布した接着剤にチッピングが起きにくく、傷やクラックの発生を抑制できるので、この点でも接着の信頼性が向上する。
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項２に記載の発明に係る光集積回路モジュールに用いる光学ベンチは、半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールに用いる光学ベンチであって、前記半導体導波路素子が実装される表面に、前記光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を視認して確認するための研磨用マーカーが形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、光導波路素子の端面と突き合わされる光学ベンチの端面を研磨する際に、光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、研磨用マーカーを顕微鏡等で視認して確認できるので、光学ベンチの端面を目標仕上がり位置まで研磨により精度良く加工することができる。これにより、光学ベンチの端面を光導波路素子の端面に突き合わせる際に、半導体導波路素子の端面と光導波路素子の端面との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続される半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュールを作製する際の歩留まりを向上することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係る光学ベンチは、前記研磨用マーカーは、平面視で、研磨方向に一定の間隔ずつずれた複数の段が連続した階段状の部材であることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、研磨用マーカーである階段状の部材を顕微鏡等で視認して、その部材の複数の段のうち、どの段までダイサーで切削されているかを確認することで、光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。この残り寸法の大きさに応じて、研磨に用いる砥粒の大きさや研磨速度を決めることができるので、研磨による端面の加工精度が向上すると共に、加工時間を短縮することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明に係る光学ベンチは、前記研磨用マーカーは、平面視で、矩形状或いは線状の複数の部材が研磨方向に一定の間隔ずつずれて配置された集合体であることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、研磨用マーカーである矩形状或いは線状の複数の部材の集合体を顕微鏡等で視認して、矩形状或いは線状の複数の部材のうち、どの部材までダイサーで切削されているかを確認することで、光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。この残り寸法の大きさに応じて、研磨に用いる砥粒の大きさや研磨速度を決めることができるので、研磨による端面の加工精度が向上すると共に、加工時間を短縮することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明に係る光学ベンチは、前記研磨用マーカーは、前記半導体導波路素子が実装される位置の左右両側に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、半導体導波路素子が実装される位置の左右両側にある研磨用マーカーを顕微鏡等で視認することで、半導体導波路素子が実装される位置の左右両側で光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。これにより、光学ベンチの端面と半導体導波路素子の端面との平行度が向上する。その結果、光学的に接続される半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路との結合損失のばらつきΔＣを更に小さく抑えることができ、光集積回路モジュールを作製する際の歩留まりを更に向上することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明に係る光学ベンチは、前記半導体導波路素子が実装される表面には、前記半導体導波路素子と電子素子の間で電気信号を伝送するための伝送路である配線パターンと、前記半導体導波路素子が実装されるハンダ膜とが設けられていることを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するために、請求項７に記載の発明に係る光集積回路モジュールの作製方法は、半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールの作製方法であって、前記光学ベンチの端面をダイサーで切削し、前記切削の後、切削された前記光学ベンチの端面を目標仕上がり位置まで研磨することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、（１）光学ベンチの端面をダイサーで切削した後、切削された光学ベンチの端面を目標仕上がり位置まで研磨するので、光導波路素子の端面と突き合わされる光学ベンチの端面が、ダイサーで切削された端面よりも加工精度の良い面になる。このため、光学ベンチの端面を光導波路素子の端面に突き合わせて、接着する際に、半導体導波路素子の端面と光導波路素子の端面との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続される半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュールを作製する際の歩留まりを向上することができる。（２）また、研磨した光学ベンチの端面は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さになるため、接着の信頼性が向上する。これと共に、その研磨された面に塗布した接着剤にチッピングが起きにくく、傷やクラックの発生を抑制できるので、この点でも。接着の信頼性が向上する。
【００２０】
請求項８に記載の発明に係る光集積回路モジュールの作製方法は、前記光学ベンチの端面をダイサーで切削した後、切削された前記光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、前記半導体導波路素子が実装される前記光学ベンチの表面に形成された研磨用マーカーを視認して把握し、その後、把握した前記残り寸法だけ前記光学ベンチの端面を研磨することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、光学ベンチの端面をダイサーで切削した後、光導波路素子の端面と突き合わされる光学ベンチの端面を研磨する際に、光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、研磨用マーカーを視認して確認できるので、光学ベンチの端面を目標仕上がり位置まで研磨により精度良く加工することができる。これにより、光学ベンチの端面を光導波路素子の端面に突き合わせて接着する際に、半導体導波路素子の端面と光導波路素子の端面との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続される半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、歩留まりの向上を図ることができる光集積回路モジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る光集積回路モジュール１を図１に基づいて説明する。
【００２４】
この光集積回路モジュール１は、半導体導波路素子としての半導体レーザダイオードアレイ（ＬＤアレイ）２が実装された光学ベンチとしてのシリコン（Ｓｉ）オプチカルベンチ（ＳＯＢ）３の端面４と、平面光波回路５が形成された光導波路素子としてのシリカ系光導波路素子（ＰＬＣ）６の端面７とを突き合わせて、ＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９を光学的に接続した光モジュールである。ＬＤアレイ２は、例えば、複数の分布帰還型（Distributed Feedback:DFB）半導体レーザダイオードを１列に並べた半導体レーザダイオードアレイである。
【００２５】
このようにＳＯＢ３の端面４とＰＬＣ６の端面７とを突き合わせて、ＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９を光学的に接続した光集積回路モジュール１を作製する際には、工程上、ＰＬＣ６の端面７とＳＯＢ３の端面４とを突き合わせて（Ｌ＝０）、基準点を出す必要がある。
【００２６】
したがって、この光集積回路モジュール１を作製する際には、ＰＬＣ６の端面７とＬＤアレイ２の端面１０との間の端面距離ＺはＺ＝Ｄ＋Ｌで決定されるが、ＳＯＢ３の端面４の位置に誤差ΔＬが発生すると、端面距離Ｚの誤差に影響する。
【００２７】
そこで、第１実施形態に係る光集積回路モジュール１では、ＳＯＢ３の端面４は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面になっている。つまり、この光集積回路モジュール１では、ＳＯＢ３の端面４を研磨で仕上げることによって、端面４の位置精度を上げ、端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくしている。
【００２８】
図２は、端面距離Ｚの誤差ΔＺと結合損失ＣのばらつきΔＣの関係を示している。図２から、端面４の位置精度を上げて端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることで、光学的に接続されるＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９との結合損失ＣのばらつきΔＣを小さく抑えることができることが分かる。
【００２９】
ＰＬＣ６は、次のようにして作製される。
火炎堆積（Flame Hydrolysis Deposition, FHD）法により、Si基板上に、下部クラッド層およびコア層となるシリカ材料（SiO2系のガラス粒子）を堆積し、加熱してガラス膜を溶融透明化する。この後、フォトリソグラフィと反応性イオンエッチングで所望の複数の光導波路９を形成し、再びFHD法により上部クラッドを形成する。
【００３０】
次に、図１に示す光集積回路モジュール１に用いる第１実施形態に係る光学ベンチを図３に基づいて説明する。
【００３１】
図３に示す光学ベンチとしてのＳＯＢ３においては、ＬＤアレイ２が実装される表面３ａに、ＳＯＢ３の端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を視認して確認するための研磨用マーカー２０，２１が形成されている。目標仕上がり位置は、図３の研磨目標線３０で示す位置である。
【００３２】
またＳＯＢ３の表面３ａには、ＬＤアレイ２の各DFB半導体レーザダイオード（ＬＤ）と図示を省略した電子素子としてのドライバＩＣとの間で電気信号を伝送するための伝送路である配線パターン２２，２３と、ＬＤアレイ２が実装されるハンダ膜２４とが形成されている。なお、図３において、符号「３１」は、１枚のシリコン（Ｓｉ）ウェハから１チップのＳＯＢ３を、ダイサーで切削して分離するためのダイシング線である。
【００３３】
研磨用マーカー２０，２１は、ＬＤアレイ２が実装されるハンダ膜２４の左右両側に形成されている。左側の研磨用マーカー２０は、図４（Ａ）に示すように、平面視で、図３の矢印２５で示す研磨方向に一定の間隔ｄずつずれた複数の段が連続した階段状の部材である。同様に、右側の研磨用マーカー２１は、図４（Ｂ）に示すように、平面視で、研磨方向に一定の間隔ｄずつずれた複数の段が連続した階段状の部材である。一定の間隔ｄは、例えば、1μｍ、或いは数μｍである。各研磨用マーカー２０，２１は、ＳＯＢ３の表面３ａ上に、スパッタ法などの金属蒸着法により形成されている。
【００３４】
複数の配線パターン２２，２３はそれぞれ、例えば、ＳＯＢ３の表面３ａ側から順にＴｉ，ＮＩおよびＡｕをそれぞれ積層した電極膜（Ｔｉ/Ｎｉ/Ａｕ）である。ハンダ膜２４は、ＳＯＢ３の表面３ａ側から順にＡｕとＳｎを積層して形成されている。ハンダ膜２４のＡｕ層の両端部は、２つの配線パターン２２と電気的に接続されている。
【００３５】
ＬＤアレイ２は、例えば、その基板の裏面電極（コモン電極）をハンダ膜２４のＳｎ層とハンダ接合して実装（フリップチップ実装）される。これにより、ＬＤアレイ２の裏面電極が２つの配線パターン２２を介して電源（図示省略）の負極と電気的に接続される。
【００３６】
一方、ＬＤアレイ２の表面には、複数のＬＤにそれぞれ対応する独立した複数の上部電極が形成されている。複数の上部電極は、対応する複数の配線パターン２３とそれぞれワイヤ（図示省略）で電気的に接続される。これにより、ＬＤアレイ２を駆動するドライバＩＣからＬＤアレイ２の複数のＬＤには、複数の配線パターン２３および複数のワイヤ（図示省略）をそれぞれ介して変調信号が入力され、各ＬＤから変調信号により変調された光信号が出射されて、ＰＬＣ６の複数の光導波路９にそれぞれ光結合するようになっている。
【００３７】
次に、図１に示す光集積回路モジュール１の作製方法について説明する。
この光集積回路モジュール１は、次のようにして作製される。
（工程１）まず、ＬＤアレイ２をＳＯＢ３のハンダ膜２４上に実装する（図１参照）。
（工程２）次に、ＳＯＢ３の端面をダイサーで切削する。
（工程３）次に、切削されたＳＯＢ３の端面を、図３の研磨目標線３０で示す目標仕上がり位置まで研磨する。
【００３８】
この工程３では、まず、ダイサーで切削されたＳＯＢ３の端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、ＳＯＢ３の表面３ａに形成された研磨用マーカー２０，２１を顕微鏡で視認して把握する。この後、把握した残り寸法だけＳＯＢ３の端面を研磨する。
この研磨により、ＳＯＢ３の端面は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された端面４（図１参照）になる。
【００３９】
（工程４）次に、ＬＤアレイ２に対してＰＬＣ６を動かして、ＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８に対してＰＬＣ６の複数の光導波路９をアクティブ調芯する。
【００４０】
（工程５）この調芯後、ＳＯＢ３の端面４とＰＬＣ６の端面７の間にＵＶ硬化接着剤を塗布し、ＵＶ硬化接着剤にＵＶ光を照射してＵＶ硬化接着剤全体を硬化させる。
【００４１】
これにより、ＬＤアレイ２が実装されたＳＯＢ３とＰＬＣ６とが結合されて光集積回路モジュール１が完成する。なお、結合されたＳＯＢ３とＰＬＣ６を補強のための基板上に固定するようにしても良い。
【００４２】
以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○第１実施形態に係る光集積回路モジュール１では、ＳＯＢ３の端面４は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面になっている。つまり、この光集積回路モジュール１では、ＳＯＢ３の端面４を研磨で仕上げることによって、端面４の位置精度を上げ、端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくしている。これにより、光導波路素子としてのＰＬＣ６の端面７と突き合わされる光学ベンチとしてのＳＯＢ３の端面４が、ダイサーで切削された端面よりも加工精度の良い面になる。このため、ＳＯＢ３の端面４をＰＬＣ６の端面７に突き合わせる際に、各ＬＤの光出射面であるＬＤアレイ２の端面１０と、ＰＬＣ６の端面７との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続されるＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュール１を作製する際の歩留まりを向上することができる。
【００４３】
○ＳＯＢ３の端面４は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面であるため、ＳＯＢ３の端面４とＰＬＣ６の端面７とを突き合わせて、ＵＶ硬化接着剤を用いた接着により光学ベンチと光導波路素子を結合する際に、接着の信頼性が向上する。
【００４４】
○研磨されたＳＯＢ３の端面４に塗布したＵＶ硬化接着剤にチッピングが起きにくく、傷やクラックの発生を抑制できるので、この点でも接着の信頼性が向上する。
【００４５】
○第１実施形態に係る光学ベンチとしてのＳＯＢ３では、ＬＤアレイ２が実装される表面３ａに、ＳＯＢ３の端面４から図３の研磨目標線３０で示す目標仕上がり位置までの残り寸法を視認して確認するための研磨用マーカー２０，２１が形成されている。この構成により、ＰＬＣ６の端面７と突き合わされるＳＯＢ３の端面を研磨する際に、ＳＯＢ３の端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、研磨用マーカー２０，２１を顕微鏡等で視認して確認できるので、ＳＯＢ３の端面４を目標仕上がり位置まで研磨により精度良く加工することができる。これにより、ＳＯＢ３の端面４をＰＬＣ６の端面７に突き合わせる際に、ＬＤアレイ２の端面１０とＰＬＣ６の端面７との間の端面距離Ｚの誤差ΔＺを小さくすることができる。その結果、光学的に接続されるＬＤアレイ２の各半導体導波路８と平面光波回路５の各光導波路９との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュール１を作製する際の歩留まりを向上することができる。
【００４６】
○ＳＯＢ３の研磨用マーカー２０，２１は、平面視で、研磨方向に一定の間隔ずつずれた複数の段が連続した階段状の部材である。この構成により、研磨用マーカー２０，２１である階段状の部材を顕微鏡等で視認して、その部材の複数の段のうち、どの段までダイサーで切削されているかを確認することで、ＳＯＢ３の端面４から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。この残り寸法の大きさに応じて、研磨に用いる砥粒の大きさや研磨速度を決めることができるので、研磨による端面４の加工精度が向上すると共に、加工時間を短縮することができる。
【００４７】
○ＳＯＢ３の研磨用マーカー２０，２１は、ＬＤアレイ２が実装される位置（ハンダ膜２４）の左右両側に形成されている。この構成により、研磨用マーカー２０，２１を顕微鏡等で視認することで、ＬＤアレイ２が実装されるハンダ膜２４の左右両側でＳＯＢ３の端面４から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。これにより、ＳＯＢ３の端面４とＬＤアレイ２の端面１０との平行度が向上する。その結果、光学的に接続されるＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９との結合損失のばらつきΔＣを更に小さく抑えることができ、光集積回路モジュール１を作製する際の歩留まりを更に向上することができる。
【００４８】
○第１実施形態に係る光集積回路モジュール１の作製方法では、ＳＯＢ３の端面をダイサーで切削し、この切削後、ＳＯＢ３の端面を目標仕上がり位置まで研磨する。この構成により、ＳＯＢ３の端面４が、ダイサーで切削された端面よりも加工精度の良い面になる。このため、光学的に接続されるＬＤアレイ２の複数の半導体導波路８と平面光波回路５の複数の光導波路９との結合損失のばらつきΔＣを小さく抑えることができ、光集積回路モジュール１を作製する際の歩留まりを向上することができる。
【００４９】
また、この作製方法により、ＳＯＢ３の端面４は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面であるため、ＳＯＢ３の端面４とＰＬＣ６の端面７とを突き合わせて、ＵＶ硬化接着剤を用いた接着により光学ベンチと光導波路素子を結合する際に、接着の信頼性が向上する。さらに、この作製方法により、研磨されたＳＯＢ３の端面４に塗布したＵＶ硬化接着剤にチッピングが起きにくく、傷やクラックの発生を抑制できるので、この点でも接着の信頼性が向上する。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、図１に示す光集積回路モジュール１に用いる第２実施形態に係る光学ベンチを図５に基づいて説明する。
【００５１】
本実施形態に係る光学ベンチでは、図３に示す左右の研磨用マーカー２０，２１のうち、左側の研磨用マーカー２０に対応する左側の研磨用マーカー２０Ａは、図５に示すように、平面視で、矩形状或いは線状の複数の部材４０が図３の矢印２５で示す研磨方向に一定の間隔ずつずれて配置された集合体である。同様に、研磨用マーカー２０，２１のうち、右側の研磨用マーカー２１に対応する右側の研磨用マーカー（図示省略）も、平面視で、複数の矩形状或いは線状の部材が研磨方向に一定の間隔ずつずれて配置された集合体である。
【００５２】
第２実施形態に係る光学ベンチによれば、研磨用マーカー２０Ａである複数の部材４０の集合体を顕微鏡等で視認して、複数の部材４０のうち、どの部材４０までダイサーで切削されているかを確認することで、ＳＯＢ３の端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を知ることができる。この残り寸法の大きさに応じて、研磨に用いる砥粒の大きさや研磨速度を決めることができるので、研磨によるＳＯＢ３の端面の加工精度が向上すると共に、加工時間を短縮することができる。
【００５３】
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、半導体導波路素子としてＬＤアレイ２を用いているが、「半導体導波路素子」には、半導体レーザダイオード以外に、半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier:SOA）、半導体の電界吸収効果を用いた電界吸収型（Elcctro Absorption: EA）変調器、半導体受光素子などが含まれる。
【００５４】
・上記各実施形態では、半導体導波路素子としてＬＤアレイ２を用いた光集積回路モジュールについて説明したが、半導体導波路素子として一つの半導体レーザダイオード、或いは一つの半導体光増幅器、一つの電界吸収型（Elcctro Absorption: EA）変調器、或いは一つの半導体受光素子を用いた構成の光集積回路モジュール、この光集積回路モジュールに用いる光学ベンチ、および光集積回路モジュールの作製方法にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態に係る光集積回路モジュールの概略構成を示す側面図。
【図２】図１に示す光集積回路モジュールにおける端面距離Ｚの誤差ΔＺと結合損失ＣのばらつきΔＣの関係を示すグラフ。
【図３】第１実施形態に係る光学ベンチであるＳＯＢを示す平面図。
【図４】（Ａ）は図３に示す左側の研磨用マーカーを示す拡大図、（Ｂ）は図３に示す右側の研磨用マーカーを示す拡大図。
【図５】第２実施形態に係る光学ベンチであるＳＯＢの左側の研磨用マーカーを示す拡大図。
【符号の説明】
【００５６】
１：光集積回路モジュール
２：半導体レーザダイオードアレイ（ＬＤアレイ）
３：光学ベンチとしてのＳＯＢ（シリコンオプチカルベンチ）
３ａ：表面
４：ＳＯＢの端面
５：平面光波回路
６：光導波路素子としてのＰＬＣ
７：ＰＬＣの端面
８：半導体導波路
９：光導波路
１０：ＬＤアレイの端面
２０，２１：研磨用マーカー
２２，２３：配線パターン
２４：ハンダ膜
３０：目標仕上がり位置を示す研磨目標線
４０：矩形状或いは線状の部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールであって、
前記光学ベンチの端面は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面であることを特徴とする光集積回路モジュール。
【請求項２】
半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールに用いる光学ベンチであって、
前記半導体導波路素子が実装される表面に、前記光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を視認して確認するための研磨用マーカーが形成されていることを特徴とする光学ベンチ。
【請求項３】
前記研磨用マーカーは、平面視で、研磨方向に一定の間隔ずつずれた複数の段が連続した階段状の部材であることを特徴とする請求項２に記載の光学ベンチ。
【請求項４】
前記研磨用マーカーは、平面視で、矩形状或いは線状の複数の部材が研磨方向に一定の間隔ずつずれて配置された集合体であることを特徴とする請求項２に記載の光学ベンチ。
【請求項５】
前記研磨用マーカーは、前記半導体導波路素子が実装される位置の左右両側に形成されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一つに記載の光学ベンチ。
【請求項６】
前記半導体導波路素子が実装される表面には、前記半導体導波路素子と電子素子の間で電気信号を伝送するための伝送路である配線パターンと、前記半導体導波路素子が実装されるハンダ膜とが設けられていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一つに記載の光学ベンチ。
【請求項７】
半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールの作製方法であって、
前記光学ベンチの端面をダイサーで切削し、
前記切削の後、切削された前記光学ベンチの端面を目標仕上がり位置まで研磨することを特徴とする光集積回路モジュールの作製方法。
【請求項８】
前記光学ベンチの端面をダイサーで切削した後、切削された前記光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、前記半導体導波路素子が実装される前記光学ベンチの表面に形成された研磨用マーカーを視認して把握し、
その後、把握した前記残り寸法だけ前記光学ベンチの端面を研磨することを特徴とする請求項７に記載の光集積回路モジュールの作製方法。
【請求項１】
半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールであって、
前記光学ベンチの端面は、ダイサーで切削された表面粗さよりも小さい表面粗さに研磨された面であることを特徴とする光集積回路モジュール。
【請求項２】
半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子の半導体導波路と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールに用いる光学ベンチであって、
前記半導体導波路素子が実装される表面に、前記光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を視認して確認するための研磨用マーカーが形成されていることを特徴とする光学ベンチ。
【請求項３】
前記研磨用マーカーは、平面視で、研磨方向に一定の間隔ずつずれた複数の段が連続した階段状の部材であることを特徴とする請求項２に記載の光学ベンチ。
【請求項４】
前記研磨用マーカーは、平面視で、矩形状或いは線状の複数の部材が研磨方向に一定の間隔ずつずれて配置された集合体であることを特徴とする請求項２に記載の光学ベンチ。
【請求項５】
前記研磨用マーカーは、前記半導体導波路素子が実装される位置の左右両側に形成されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一つに記載の光学ベンチ。
【請求項６】
前記半導体導波路素子が実装される表面には、前記半導体導波路素子と電子素子の間で電気信号を伝送するための伝送路である配線パターンと、前記半導体導波路素子が実装されるハンダ膜とが設けられていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一つに記載の光学ベンチ。
【請求項７】
半導体導波路素子が実装された光学ベンチの端面と平面光波回路が形成された光導波路素子の端面とを突き合わせて、半導体導波路素子と平面光波回路の光導波路を光学的に接続した光集積回路モジュールの作製方法であって、
前記光学ベンチの端面をダイサーで切削し、
前記切削の後、切削された前記光学ベンチの端面を目標仕上がり位置まで研磨することを特徴とする光集積回路モジュールの作製方法。
【請求項８】
前記光学ベンチの端面をダイサーで切削した後、切削された前記光学ベンチの端面から目標仕上がり位置までの残り寸法を、前記半導体導波路素子が実装される前記光学ベンチの表面に形成された研磨用マーカーを視認して把握し、
その後、把握した前記残り寸法だけ前記光学ベンチの端面を研磨することを特徴とする請求項７に記載の光集積回路モジュールの作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２３７３２６（Ｐ２００９−２３７３２６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８４０６１（Ｐ２００８−８４０６１）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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