CN1790073A - 光模块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

光模块及其制造方法。本发明提供一种光模块，即使接近光波导和光纤配置发光元件和受光元件，也不易产生来自发光元件等的电信号泄漏及发光元件与受光元件之间的串扰。在硅基板(22)的上表面重叠安装光波导(24)。光波导(24)利用切割刀片或激光切断端面并被修整平滑，此时在硅基板(22)上形成切断槽(39)。在切断槽(39)与电极焊区(42)之间，在切断槽(39)的边缘形成倾斜面(44)，硅基板(22)的上表面和倾斜面(44)的表面被绝缘膜(23)覆盖。发光元件(25)通过钎焊部件(43)键合在电极焊区(42)上。

Description

光模块及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种光波导模块和光纤模块等的光模块及其制造方法。

背景技术

在使用光纤的光通信系统中，根据光纤的使用方法公知有两种系统。一种是SS(Single Star：单星)系统，在用户侧的光波导模块上连接介质转换器，利用一条光纤连接基站与用户。另一种是PON(Passive OpticalNetwork：无源光学网络)系统，在从基站朝向用户的路径途中，使用光分离器将一条光纤分支，由多个用户共用光纤。其中，PON系统可以降低光纤的成本及其铺设成本，能够提供低成本的通信服务。因此，当前PON系统成为主流。

但是，在PON系统中，需要将一条光纤分支成多条光纤。因此，在使用发光元件和受光元件等光学部件的光波导模块中，需要减小光学部件和光波导的耦合损耗。为了减小该耦合损耗，有缩短光波导和光学部件的距离的方法。以往，光波导和光学部件的距离被设定为约100～70μm。使该光波导和光学部件的距离接近到约为20μm，对减小耦合损耗非常有效。

并且，在低成本的PON系统中为了进一步实现低成本，需要光波导模块自身实现低成本。以往，将利用石英和聚合物等制作的光波导安装在硅基板上之后，通过刻蚀去除光波导的不需要部分，使硅基板的光学部件安装区域和光波导的端面露出。但是，在这种方法中，加工工时比较多，所以光波导模块自身成为高价格产品。

因此，近年来提出一种方法，通过切割切断光波导，去除光波导的不需要部分以使光学部件安装区域露出，并且使光波导的端面平滑地露出以使其不粗糙。根据这种方法，使用切割刀片切断光波导，将不需要部分的光波导从硅基板剥离即可。采用这种方法，可以进一步实现光模块的低成本。另外，安装光学部件的基板的材料以上述的硅材料比较适合。这是因为硅的导热性好，能够使从光学部件产生的热量高效地散逸。

以下，使用图1所示剖面图说明采用切割的加工方法。如图1所示，在表面形成有绝缘膜12的硅基板11的表面上安装光波导13。然后，从光波导13朝向硅基板11进行切割，形成切断槽14。然后，将光学部件15配置在与硅基板11的切断槽14邻接的区域，以使光学部件15尽可能靠近光波导13的端面。并且，使用焊锡和锡等钎焊材料16将光学部件15键合在绝缘膜12上的电极焊区上。

但是，在采用切割的方法中，在切断光波导13时，硅基板11的表面的绝缘膜12也被切断，所以在切断槽14内露出硅基板11。在这种状态下利用钎焊材料16将光学部件15键合在电极焊区上时，熔融的钎焊材料16有可能溢出并滴落到切断槽14内。在钎焊材料16溢出并滴落到切断槽14内并且接触硅基板11时，电信号在光学部件15与硅基板11之间泄漏。其结果是，如果是光收发机，具有在安装于硅基板11表面的发光元件与受光元件之间产生电串扰的问题。并且，如果是光发送机和光接收机的情况，则有可能通过安装有光波导模块的电路基板在发光元件与受光元件之间产生串扰，在受光元件之间发生混线。

因此，以往在通过切割切断光波导的方法中，光学部件需要被安装成充分地离开切断槽的上方。其结果是，减小光学部件与光波导的耦合效率就存在界限。

专利文献1日本专利特开2003-258364号公报

专利文献2日本专利特开2003-294965号公报

专利文献3日本专利特开2003-258364号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种光模块及其制造方法，即使将安装于非绝缘性基板的发光元件和受光元件等光学部件，接近光波导和光纤地进行配置，也不易产生来自发光元件的电信号泄漏及发光元件与受光元件之间的电串扰。

本发明涉及的第1光模块，在非绝缘性基板的表面上安装有光波导或光纤，以及发光元件和受光元件等光学部件，其特征在于，在所述基板表面的至少光学部件安装区域形成绝缘膜，在设置于该绝缘膜上的电极上键合所述光学部件，在所述基板的光学部件安装区域附近形成槽，在所述槽内的至少一部分形成绝缘膜。

本发明的第1光模块在形成于所述基板的光学部件安装区域附近的槽内至少一部分形成绝缘膜。因此，在光学部件安装区域，利用钎焊材料等将光学部件键合在电极上时，即使熔融的钎焊材料等溢出并滴落到槽内，钎焊材料等也不易接触非绝缘性的基板。因此，可以降低来自光学部件的电泄漏及产生发光元件与受光元件之间的电串扰的可能性。

本发明涉及的第1光模块的实施方式的特征在于，所述光学部件被配置成与所述光波导或光纤在光学上耦合，所述槽形成于在所述光波导或光纤与所述电极之间跟所述光波导或光纤的端面接触的位置。该实施方式中的槽是在切断安装于基板表面的光波导或光纤端部时产生的。例如，如果利用切割刀片或激光切断光波导或光纤的端部，就可以将其端面修整平滑。因此，即使在光波导或光纤中传输的光因芯的端面粗糙而散射时，也能够降低因这种散射产生的光损耗。

本发明涉及的第1光模块的另一实施方式的特征在于，形成于所述基板表面的所述绝缘膜与形成于所述槽内的绝缘膜是连续的。在该实施方式中，形成于基板表面的绝缘膜和形成于槽内的绝缘膜是连续的。因此，在光学部件安装区域与槽之间，基板不会从绝缘膜露出，从光学部件溢出并滴落到槽内的钎焊材料等接触基板的可能性进一步减小。其结果是，可以进一步降低来自光学部件的电泄漏及产生发光元件与受光元件之间的电串扰的可能性。

本发明涉及的第1光模块的又一实施方式的特征在于，所述槽在接近所述电极的一侧的边缘，具有阶梯差部分，该阶梯差部分位于最深处的底面与所述基板的表面之间，在该阶梯差部分的表面形成所述绝缘膜。在该实施方式中，在槽内具有阶梯差部分，在阶梯差部分形成绝缘膜，所以即使用于将光学部件键合在电极上的钎焊材料等溢出并滴落到槽内时，钎焊材料等也被阶梯差部分阻挡。或者，在光学部件被安装成朝向槽的上方伸出的情况下，熔融的钎焊材料等借助于其表面张力被保持在光学部件与阶梯差部分之间的空间中。从而，能够防止钎焊材料到达槽内的基板露出的部分，所以可以进一步降低来自光学部件的电泄漏及产生发光元件与受光元件之间的电串扰的可能性。

本发明涉及的第1光模块的又一实施方式的特征在于，所述阶梯差部分是倾斜面。在光学部件被安装成朝向槽的上方伸出的情况下，熔融的钎焊材料等借助于其表面张力被保持在光学部件与阶梯差部分之间的空间中。但是，如果阶梯差部分形成倾斜面，则熔融的钎焊材料等在该空间的狭窄一侧被吸收，所以更加不易溢出并滴落到槽内。其结果是，可以进一步降低来自光学部件的电泄漏及产生发光元件与受光元件之间的电泄漏的可能性。

本发明涉及的第2光模块，在非绝缘性基板的表面上安装有光波导或光纤和发光元件及受光元件等光学部件，其特征在于，在所述基极表面的至少光学部件安装区域形成绝缘膜，在设置于该绝缘膜上的电极上键合所述光学部件，在所述基板的光学部件安装区域附近形成槽，在所述槽内充填绝缘材料。

本发明的第2光模块在形成于所述基板的光学部件安装区域附近的槽内充填绝缘材料。因此，在光学部件安装区域，利用钎焊材料等将光学部件键合在电极上时，即使熔融的钎焊材料等溢出并滴落到槽侧，钎焊材料等也不会接触非绝缘性的基板。从而，可以防止来自光学部件的电泄漏及发光元件与受光元件之间的电串扰。

本发明涉及的第1和第2光模块的不同实施方式的特征在于，所述光学部件被安装成朝向所述槽的上方伸出。此处，所谓被安装成朝向槽的上方伸出，是指光学部件被安装在基板的表面上，该光学部件的一部分被配置成朝向槽的正上方空间伸出。如该实施方式这样，将光学部件安装成使其朝向槽的上方伸出，就可以缩短光学部件与光波导或光纤的端面的距离。因此，能够减小光学部件与光波导或光纤的耦合损耗。

本发明涉及的光模块的第1制造方法用于制造本发明涉及的第1光模块，其特征在于，具有：在所述基板表面的至少光学部件安装区域形成绝缘膜的工序；在所述光学部件安装区域与光波导或光纤安装区域的中间区域的至少一部分形成V槽的工序；在所述V槽的内表面形成绝缘膜的工序；在所述光学部件安装区域的绝缘膜上设置电极的工序；在包括所述光波导或光纤安装区域的区域安装光波导或光纤的工序；在安装了所述光波导或光纤后，切断所述光波导或光纤的端部，并且在所述V槽的靠近所述光波导或光纤的一部分形成比所述V槽深的切断槽，设置由所述V槽和所述切断槽构成的槽的工序；在形成所述槽后，把所述光学部件键合在所述电极上的工序。

根据本发明涉及的光模块的第1制造方法，例如，可以通过利用切割刀片或激光切断光波导或光纤的端部，可以将其该端面修整平滑。因此，能够降低在光波导或光纤中传输的光因芯端面的粗糙而散射产生的光损耗。但是，在切断时基板的表面也同时被切断，如果基板的表面从绝缘膜露出，则在安装光学部件时，熔融的钎焊材料等接触所露出的基板，有可能形成光学部件与基板电导通的状态。在本发明的光模块的第1制造方法中，在槽内的光学部件安装区域侧形成绝缘膜，所以在将光学部件安装在光学部件安装区域的电极上时，即使钎焊材料等从光学部件溢出并滴落到槽侧时，也不易到达槽内的基板所露出的部分。从而，可以防止来自光学部件的电泄漏，防止发光元件与受光元件之间的电串扰或降低其产生的可能性。

本发明涉及的光模块的第2制造方法用于制造本发明涉及的光模块，其特征在于，具有：在所述基板表面的至少光学部件安装区域形成绝缘膜的工序；挖掘所述基板表面的光波导或光纤安装区域以及所述光学部件安装区域与所述光波导或光纤安装区域的中间区域的至少一部分，使其深度比所述光学部件安装区域深的工序；在所述中间区域的至少一部分形成绝缘膜的工序；在所述光学部件安装区域的绝缘膜上设置电极的工序；在包括所述光波导或光纤安装区域的区域安装光波导或光纤的工序；在安装了所述光波导或光纤后，切断所述光波导或光纤的端部，并且在所述中间区域的至少一部分中靠近所述光波导或所述光纤的位置形成切断槽，设置由所述中间区域的至少一部分和所述切断槽构成的槽的工序；在形成所述槽后，把所述光学部件键合在所述电极上的工序。

根据本发明涉及的光模块的第2制造方法，例如，可以通过利用切割刀片或激光切断光波导或光纤的端部，可以将其该端面修整平滑。因此，能够降低在光波导或光纤中传输的光因芯端面的粗糙而散射产生的光损耗。并且，在本发明的光模块的第2制造方法中，形成有位于槽内的光学部件安装区域侧的绝缘膜，所以在将光学部件安装在光学部件安装区域的电极上时，即使钎焊材料等从光学部件溢出并滴落到槽侧时，也不易到达槽内的基板所露出的部分。从而，可以防止来自光学部件的电泄漏，防止发光元件与受光元件之间的电串扰或降低其产生的可能性。另外，光波导或光纤安装区域被挖掘成低于光学部件安装区域，所以能够容易进行安装于光学部件安装区域的发光元件和光波导或光纤的高度调整。

另外，本发明的以上所述的构成要素只要有可能就可以任意组合。

附图说明

图1是表示现有的光波导模块的一部分的剖面图。

图2是表示本发明的实施例1的光收发机的俯视图。

图3是实施例1的光收发机的发光元件附近的放大部分剖面图。

图4(a)是在实施例1中表示发光元件附近的放大俯视图，(b)是表示除发光元件以外的电极焊区附近的放大俯视图。

图5(a)(b)和(c)是说明实施例1的光收发机的制造工序的图。

图6(a)(b)和(c)是说明图5所示工序的后续制造工序的图。

图7(a)(b)和(c)是说明图6所示工序的后续制造工序的图。

图8是表示发光元件的安装位置的不同示例的放大部分剖面图。

图9是表示实施例1的变例的放大部分剖面图。

图10是表示本发明的实施例2的光收发机的一部分的放大部分剖面图。

图11是表示本发明的实施例3的光发送机的俯视图。

图12是实施例3的光发送机的发光元件附近的放大部分剖面图。

图13(a)是在实施例3中表示发光元件附近的放大俯视图，(b)是表示除发光元件以外的电极焊区附近的放大俯视图。

图14(a)(b)和(c)是说明实施例3的光发送机的制造工序的图。

图15(a)(b)和(c)是说明图14所示工序的后续制造工序的图。

图16(a)(b)和(c)是说明图15所示工序的后续制造工序的图。

图17是表示实施例3的变例的放大部分剖面图。

图18是表示本发明的实施例4的光波导模块的放大部分剖面图。

图19是表示本发明的实施例4的变例的放大部分剖面图。

图20是表示本发明的实施例5的光波导模块的放大部分剖面图。

图21(a)(b)和(c)是说明本发明的实施例6的光纤模块的制造工序的概略剖面图。

其中：

21光收发机；22硅基板；23绝缘膜；24光波导；25发光元件；26受光元件；29、30、31、32、33芯；34滤波元件、36滤波元件；38、39切断槽；40光纤保持部；41电极焊区；42电极焊区；43钎焊材料；44倾斜面；51光发送机；52芯；53阶梯差部分

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。但是，本发明不限于以下说明的实施例。并且，可以根据用途等适当进行设计变更。

实施例1

图2是表示本发明的实施例1的光收发机(光波导模块)的俯视图。图3是该光收发机的发光元件附近的放大部分剖面图。该光收发机21在形成SiO₂或SiN等绝缘膜23的硅基板22的表面，安装光波导24、发光元件25和受光元件26。发光元件25有LD(激光二极管)等。受光元件26有光电二极管等。并且，在硅基板22的表面设置一对呈V槽状的光纤保持部40。

光波导24叠合由透明树脂材料构成的上包层27和下包层28而层叠形成。在设置于上包层27或下包层28的芯槽内埋入其折射率大于上下包层27、28的芯29～33。并且，在光波导24中形成沿宽度方向横截的滤波器插入槽35和滤波器插入槽37。滤波器插入槽35是插入滤波元件34用的槽，滤波器插入槽37是插入滤波元件36用的槽。在由滤波器插入槽35、37划分的光波导24的区域中，在与以滤波器插入槽35为边界的滤波器插入槽37相反侧的区域配置芯29和芯30。在滤波器插入槽35与滤波器插入槽37的中间区域配置芯31和芯32。在光波导24的区域中与以滤波器插入槽37为边界的滤波器插入槽35相反侧的区域配置芯33。

光波导24具有在长边方向对置的一对端面和在短边方向对置的一对侧面。在与光波导24的一个端面对置的位置，在硅基板22的表面上设置光纤保持部40。从而，将光波导24和芯中的这一侧的端面和端部分别称为光纤连接侧端面、光纤连接侧端部。并且，在与光波导24的另一端面对置的位置，在硅基板22的表面上安装发光元件25。从而，将光波导24和各个芯中的这一侧的端面和端部分别称为发光元件侧端面、发光元件侧端部。另外，在与光波导24的一个侧面对置的位置，在硅基板22的表面上安装受光元件26。从而，将光波导24和各个芯中的这一侧的侧面和侧端部分别称为受光元件侧侧面、受光元件侧侧端部。(这些定义也适用于实施例2以后的实施例。)

在光波导24的光纤连接侧端部附近，芯29、30的光纤连接侧端部被形成为直线状，而且相互平行配置。另外，芯29、30的光纤连接侧端面在光波导24的光纤连接侧端面露出。在滤波器插入槽35附近，芯29、30的与光纤连接侧端面相反侧的端面在滤波器插入槽35内露出，并与插入滤波器插入槽35的滤波元件34对置。并且，芯29、30的与光纤连接侧端部相反侧的端部的芯长边方向，在俯视时，相对于插入滤波器插入槽35的滤波元件34的与芯29、30对置的面的法线方向，在不同的方向形成互相相等的角度。

在滤波器插入槽35的附近，芯31的端面在滤波器插入槽35内露出，并与滤波元件34对置。并且，芯31的与滤波器插入槽35对置的一侧端部被设定为以下角度，即，隔着滤波器插入槽35与芯29的光纤连接侧端部相反侧的端部平滑地连续。在滤波器插入槽37的附近，芯31的端面和芯32的端面分别在滤波器插入槽37内露出，并与插入滤波器插入槽37的滤波元件36对置。并且，芯31的与滤波器插入槽37对置的一侧端部的芯长边方向以及芯32的与滤波器插入槽37对置一侧端部的芯长边方向，在俯视时，相对于插入滤波器插入槽37的滤波元件36的与芯31、32对置的面的法线方向，在不同的方向形成相互大致相等的角度。芯32的受光元件侧侧端部到达光波导24的受光元件侧侧端部，芯32的受光元件侧侧端面在光波导24的受光元件侧侧端面露出。

在滤波器插入槽37的附近，芯33的与发光元件侧端面相反侧的端面在滤波器插入槽37内露出，并与插入滤波器插入槽37的滤波元件36对置。并且，芯33的与滤波器插入槽37对置一侧端部被设定为以下角度，即，隔着滤波器插入槽37与芯31的跟滤波器插入槽37对置一侧端部平滑地连续。在光波导24的发光元件侧端部附近，芯33的发光元件侧端部被形成为直线状。芯33的发光元件侧端面在光波导24的发光元件侧端面露出。

滤波元件34具有使波长λ1和波长λ2的光透射、使波长λ3的光反射的短波长带通型特性。滤波元件36具有使波长λ1的光透射、使波长λ2的光反射的特性。此处，λ1＜λ2＜λ3，例如，λ1＝1.31μm，λ2＝1.49μm，λ3＝1.55μm。

在硅基板22的表面形成有绝缘膜23。光波导24如图3所示，隔着绝缘膜23被安装在硅基板22上。但是，也可以在光波导安装区域，在硅基板22的表面不设置绝缘膜23，而在硅基板22上直接安装光波导24。并且，在该实施例中，硅基板22的表面中从光波导24露出的区域整个被绝缘膜23覆盖着。但是，在硅基板22的表面，也可以只在光学部件安装区域形成绝缘膜23。此处，所谓光学部件安装区域，是指形成有电极焊区41、42的区域及其周围的区域(比钎焊材料有可能溢出的区域宽得多的区域)。

安装在硅基板22的表面上的光波导24如后面所述，通过切割等将其端部切断，由此将端面修整平滑。此时，为了可靠地切断端面，与光波导24的端面接触的位置的切断槽38、39到达硅基板22。

在硅基板22的表面上，在与芯29和33的光纤连接侧端部对置的位置，分别凹陷设置V槽状的光纤保持部40。在该光纤保持部40分别设置光纤(未图示)，并与芯29、30在光学上耦合。并且，在硅基板22的表面上，在与芯32的受光元件侧侧端面对置的位置设置电极焊区41。键合在电极焊区41上的受光元件26与芯32在光学上耦合。在硅基板22的表面的与芯33的发光元件侧端面对置的位置设置电极焊区42。在其上通过钎焊材料43键合的发光元件25与芯33在光学上耦合。此处，发光元件25与芯33的距离及受光元件26与芯32的距离优选尽可能短，例如优选约为20μm。

在发光元件25的安装区域与切断槽39的中间，如图3所示，在设置有电极焊区42的一侧设置从基板表面朝向切断槽39内斜着向下倾斜的倾斜面44。在该倾斜面44的整个面上还与硅基板22表面的绝缘膜23连续地形成绝缘膜23。并且，利用切断槽39和倾斜面44构成槽。图4(a)是表示发光元件25附近的放大俯视图，图4(b)是表示除发光元件25以外的电极焊区42附近的放大俯视图。从图2和图4(a)(b)可知，在该实施例中，倾斜面44遍及硅基板22的整个宽度形成。但是，也可以以比发光元件25的安装区域宽度宽的宽度，部分地形成于切断槽39的边缘(参照实施例2)。并且，也可以只在倾斜面44上形成绝缘膜23。

这样，在该光收发机21中，对各个波长的光进行以下控制。在从一方光纤向芯29入射波长λ2和λ3的光时，该光在芯29中传输。并且，从芯29的端面射出的光中，波长λ3的光用滤波元件34反射并在芯30中传输，然后与另一方光纤在光学上耦合。其状态在图2中用实线箭头表示。另外，波长λ2的光透射滤波元件34。透射滤波元件34后的波长λ2的光入射到芯31内并在其中传输，然后从芯31的端面射出。并且，波长λ2的光用滤波元件36反射并在芯32中传输，然后从芯32的端面射出。从芯32的端面射出的波长λ2的光被受光元件26受光。

并且，如图2中的虚线箭头所示，从发光元件25射出波长λ1的光时，从发光元件25射出的光在芯33中传输。从芯33射出的波长λ1的光透过滤波元件36入射到芯31内，并在芯31中传输。从芯31的端面射出的波长λ1的光透过滤波元件34入射到芯29内，并在芯29中传输。并且，从芯29的端面射出的光与一方光纤在光学上耦合。

下面，说明实施例1的光收发机21的制造方法的一例。图5(a)(b)(c)、图6(a)(b)(c)和图7(a)(b)(c)是说明光收发机21的制造工序的图。不管在哪一附图中，左侧的附图表示俯视图，右侧的附图表示相当于图7(c)的X-X线剖面的部位的剖面图。在制造光收发机21时，准备图5(a)所示的硅基板22(硅晶片)。如图5(b)所示，使硅基板22的正背两面热氧化，形成由SiO2构成的绝缘膜23(热氧化膜)。另外，在成为切断槽39、倾斜面44和光纤保持部40的区域，使表面的绝缘膜23开口。通过该开口，对硅基板22进行各向异性刻蚀，如图5(c)所示，凹陷设置V槽状的光纤保持部40和V槽45。另外，如图6(a)所示，使光纤保持部40和V槽45内热氧化，在硅基板22的正背两面的整个面上形成绝缘膜23。另外，硅基板22的背面的绝缘膜23也可以去除。

然后，如图6(b)所示，隔着绝缘膜23，在硅基板22上表面的规定位置设置电极焊区41和电极焊区42。在两个电极焊区41、电极焊区42上涂敷AuSn等其他钎焊材料43。在该状态下，电极焊区41和电极焊区42通过绝缘膜23被绝缘。并且，电极焊区41、42与硅基板22也被绝缘膜23绝缘。

然后，如图6(c)所示，在硅基板22的整个上表面上，高精度地定位并安装在上下包层27、28之间埋入了芯29～33的光波导24。光波导24可以利用粘结剂将在其他工序预先制造的光波导重叠地粘结固定在硅基板22的上表面。并且，在形成下包层28时，如果把包层树脂用作粘结剂，将简化工序。或者，也可以利用半导体制造技术，在硅基板22上依次形成下包层28、芯29～33、上包层27。

此处，也可以在最终形成光波导的区域，预先去除绝缘膜23，将光波导24直接粘结在硅基板22上。但是，还是隔着绝缘膜23粘结光波导24的一方，光波导24的粘结强度增大。此时，绝缘膜23可以使用热氧化膜、采用CVD形成的淀积膜，或者通过溅射形成的膜等。

然后，如图7(a)所示，在V槽45的远离发光元件25的一侧的一半位置，利用切割刀片或激光切入光波导24和硅基板22，形成切断槽39。与此同时，在通过光纤保持部40端部的位置，利用切割刀片或激光切入，形成切断槽38。并且，在与切断槽38、39垂直的方向，在通过电极焊区41的边缘的位置，利用切割刀片或激光切断光波导24。通过该工序，在形成光波导24的端面的同时，在发光元件25侧形成由切断槽39和V槽45构成的槽。

并且，保留利用切断槽38、39和通过电极焊区41的边缘的切断线包围的部分，将光波导24的不需要部分剥离。另外，利用切割刀片或激光在规定位置切入滤波器插入槽35和滤波器插入槽37。在这种情况下，使光波导24的端面和侧面变平滑，从而不会受到光学上的耦合损耗。

在将光波导24的不需要部分从硅基板22剥离的情况下，也可以通过刻蚀去除粘结剂。或者，作为粘结剂还可以使用紫外线固化型粘结剂，将光波导24粘结在硅基板22上。此时，在不需要部分只要不对粘结剂照射紫外线，粘结剂就不会在不需要部分固化。因此，仅仅通过清洗工序，即可简单地清除光波导24的不需要部分。

这样，将受光元件26键合在从光波导24露出的电极焊区41上。与此同时，将发光元件25键合在电极焊区42上，并进行面朝下安装。并且，对受光元件26和发光元件25加压，使钎焊材料43回流。如图7(b)所示，利用回流的钎焊材料43将受光元件26键合在电极焊区41上，并且将发光元件25键合在电极焊区42上。

此时，在发光元件25侧，在切断槽39的边缘，借助于V槽45的切断，形成倾斜面44。倾斜面44的表面被绝缘膜23覆盖，所以即使为了提高发光元件25与芯33的光耦合效率，在接近光波导24的端面配置发光元件25，钎焊材料43也不易溢出并滴落到切断槽39内。特别是，如图3所示，即使将发光元件25配置成使其朝向切断槽39的上方伸出，钎焊材料43也借助于表面张力被保持在发光元件25的下表面与被绝缘膜23覆盖的倾斜面44之间的空间中。其结果是，钎焊材料43不易滴落到切断槽39内。因此，滴落的钎焊材料43难以接触硅基板22，即与受光元件26之间不易产生电串扰。

在安装发光元件25和受光元件26时，以形成于硅基板22(硅晶片)的定位用标记为基准使发光元件25等定位。安装发光元件25等用的定位标记，希望采取与用于贴合光波导24的进行定位用标记的相同的掩模，形成于硅基板22上。如果使用相同的掩模，就可以减小光波导24与发光元件25等的错位。另外，在形成光纤保持部40时，如果使用与此相同的掩模，也可以提高光波导24和光纤的位置精度。并且，作为安装发光元件25等的方法，可以采用实际识别光波导24的外形构造，以通过切断形成于硅基板22的端面和侧面为基准进行定位的方法。

最后，按照图7(c)所示，将滤波元件34插入滤波器插入槽35内，并且将滤波元件36插入滤波器插入槽37内。这样，就完成了光收发机21。

另外，在上述实施例中，发光元件25在电极焊区42上被键合成使其朝向切断槽39的上方伸出。但是，发光元件25的安装方式不限于此。只要能够确保光波导24与发光元件25之间的必要距离，如图8所示，也可以将发光元件25配置成从切断槽39离开。或者，还可以将发光元件25配置成从倾斜面44离开(这同样适用于以下的任何实施例及变例)。

并且，在上述实施例1中，在受光元件26侧切断光波导24时，仅切断了光波导24。但是，实际上只切断光波导24而不损伤绝缘膜23是很困难的。从而，希望与切断槽38、39相同，在接触到电极焊区41的内侧边缘的部位形成被绝缘膜23覆盖的倾斜面。

图9是表示实施例1的变例的放大部分剖面图。在该变例中，在切断槽39的整个内部也形成绝缘膜23，利用绝缘膜23覆盖整个硅基板22。为了用绝缘膜23覆盖切断槽39的整个内部，在利用切割刀片或激光切入切断槽39后，通过热氧化在切断槽39内部形成绝缘膜23即可。根据这种变例，整个切断槽39被绝缘膜23覆盖，能够更可靠地防止电串扰和电信号泄漏。

并且，在本实施例中，光波导24是树脂制品，但也可以利用石英和其他材料制作。这同样适用于以下的实施例。

实施例2

图10是表示本发明的实施例2的光收发机的一部分的放大部分剖面图。在该实施例中，在倾斜面44的前头设置逆倾斜面46，其与倾斜面44相反，朝向切断槽39斜着向上倾斜。并且，逆倾斜面46的表面也被绝缘膜23覆盖。在该结构中，在倾斜面44与逆倾斜面46之间形成槽状的钎焊材料43的积存部47，在钎焊材料43滴落时，钎焊材料43由积存部47积存着。因此，可以防止钎焊材料43滴落到切断槽39内硅基板22露出的部分。

实施例2的光收发机利用与实施例1的光收发机的制造方法相同的方法来制造。但是，在利用切割刀片或激光切入切断槽39时，与实施例1时相比，仅使其位置向发光元件25相反一侧偏移，从而可以容易制造。

实施例3

图11是表示本发明的实施例3的光发送机(光波导模块)的俯视图。图12是其发光元件附近的放大部分剖面图。该光发送机51将光波导24安装在硅基板22上。并且，在硅基板22的长边方向的一个端部配置发光元件25，并使其与光波导24的一个端面对置，在硅基板22的长边方向的另一端部形成光纤保持部40，并使其邻接光波导24的与发光元件25相反一侧的端部。

光波导24在由透明树脂材料构成的上包层27与下包层28之间形成直线状的芯52。该光波导24如图12所示，隔着绝缘膜23被安装在硅基板22上。此时，也可以在光波导安装区域中，在硅基板22的表面不设置绝缘膜23，而将光波导24直接安装在硅基板22的表面上。

安装在硅基板22的表面上的光波导24如后面所述，通过切割等将其端部切断，由此将端面修整平滑。此时，为了可靠地切断端部，与光波导24的端面接触的位置的切断槽38、39到达硅基板。

在硅基板22的表面上，在与芯52的光纤连接侧端部邻接的位置，凹陷设置V槽状的光纤保持部40。在该光纤保持部40设置光纤(未图示)，并使其与芯52在光学上耦合。并且，在硅基板22的表面上，在与芯52的发光元件侧端部邻接的位置设置电极焊区42。在电极焊区42上通过钎焊材料43键合的发光元件25与光波导24的端面对置，并与芯52在光学上耦合。

在发光元件25所邻接的切断槽39的边缘，如图12所示，在电极焊区42与切断槽39之间设置低一级台阶的阶梯差部分53。在该阶梯差部分53的整个表面也形成绝缘膜23，使之与硅基板22表面的绝缘膜23连续。并且，利用切断槽39和阶梯差部分53形成槽。图13(a)是表示发光元件25附近的放大俯视图，图13(b)是表示除发光元件25以外的电极焊区42附近的放大俯视图。根据图13(a)(b)可知，在该实施例中，阶梯差部分53只在电极焊区42附近遍及比发光元件25的安装区域宽度宽的宽度形成。阶梯差部分53也可以遍及硅基板22的整个宽度形成(参照实施例1)。

而且，在该光发送机51中，从芯52射出的光在芯52中传输，并与由光纤保持部40保持的光纤耦合。

下面，说明实施例3的光发送机51的制造方法的一例。图14(a)(b)(c)、图15(a)(b)(c)和图16(a)(b)(c)是说明光发送机51的制造工序的图。无论在哪一附图中，左侧的附图表示俯视图，右侧的附图表示相当于图15(c)的X-X线剖面的部位的剖面图。在制造光发送机51时，准备图14(a)所示的硅基板22(硅晶片)，使其正背两面热氧化，形成由SiO2构成的绝缘膜23(热氧化膜)。另外，如图14(b)所示，在硅基板22的表面上使绝缘膜23图形化，仅在硅基板22的发光元件侧端部保留绝缘膜23。

并且，此时在绝缘膜23上形成其宽度与阶梯差部分53相等的凹部54。

然后，以绝缘膜23为掩模，干法刻蚀硅基板22。由此，将从硅基板22上表面的绝缘膜23露出的区域挖掘10～20μm，形成图14(c)所示的阶梯差部分53和下段部55。另外，如图15(a)所示，在下段部55的与设置有绝缘膜23的端部相反一侧的端部，通过各向异性刻蚀形成V槽状的光纤保持部40。然后，如图15(b)所示，使下段部55和光纤保持部40热氧化，在硅基板22的整个正背面形成绝缘膜23。另外，硅基板22的背面的绝缘膜23也可以去除。

如图15(c)所示，隔着绝缘膜23，在硅基板22上表面的规定位置设置电极焊区42。在电极焊区42上涂敷AuSn等其他钎焊材料43。在该状态下，电极焊区42通过绝缘膜23与硅基板22绝缘。

然后，按照图16(a)所示，在硅基板22的整个上表面上，高精度地定位并形成在上下包层27、28之间埋入了芯52的光波导24。光波导24可以利用粘结剂将在其他工序预先制造的光波导重叠地粘结固定在硅基板22的上表面。在该情况下，针对硅基板22的表面形状，在光波导24的下表面也设置阶梯差部分。或者，也可以利用半导体制造技术，在硅基板22上依次形成下包层28、芯52、上包层27。此处，也可以在最终形成光波导的区域，预先去除绝缘膜23，将光波导24直接粘结在硅基板22上。

然后，如图16(b)所示，保留凹部54内的阶梯差部分53，在下段部55的端部位置，利用切割刀片或激光切入光波导24和硅基板22，形成切断槽39。与此同时，在通过光纤保持部40端部的位置，利用切割刀片或激光切入槽，形成切断槽38。由此，在形成光波导24的端面的同时，形成由切断槽39和阶梯差部分53构成的槽。

然后，保留切断槽38、39之间的部分，将光波导24的不需要部分剥离。此时，使光波导24的端面和侧面变平滑，从而不会蒙受光学上的耦合损耗。

在将光波导24的不需要部分从硅基板22剥离的情况下，也可以通过刻蚀去除粘结剂。或者，作为粘结剂还可以使用紫外线固化型粘结剂，将光波导24粘结在硅基板22上。此时，在不需要部分只要使紫外线不照射粘结剂，粘结剂就不会在不需要部分固化。因此，仅仅通过清洗工序，即可简单地清除光波导24的不需要部分。

这样，在从光波导24露出的电极焊区42上放置发光元件25。然后，对发光元件25加压，使钎焊材料43回流。如图16(c)所示，利用回流的钎焊材料43将发光元件25键合在电极焊区42上。这样，就完成了光发送机51。

此时，在发光元件25侧，在切断槽39的边缘形成阶梯差部分53，阶梯差部分53的表面被绝缘膜23覆盖。因此，即使在接近光波导24的端面配置发光元件25，钎焊材料43也能借助于表面张力被保持在发光元件25的下表面与被绝缘膜23覆盖的阶梯差部分53之间的空间内。由此，钎焊材料43不易滴落到切断槽39内。因此，滴落的钎焊材料43难以因接触到硅基板22而产生电泄漏，并且与其他光接收机等之间不易产生电串扰。

在安装发光元件25时，以形成于硅基板22(硅晶片)的定位用标记为基准对发光元件25定位。希望采取与用于贴合光波导24的进行定位用标记的相同的掩模，将安装发光元件25用的定位标记形成于硅基板22上。如果使用相同的掩模，可以减小光波导24和发光元件25等的错位。另外，在形成光纤保持部40时，如果使用与此相同的掩模，也可以提高光波导24和光纤的位置精度。并且，作为安装发光元件25的方法，可以采用实际识别光波导24的外形构造，以通过切断形成于硅基板22的端面和侧面为基准进行定位的方法。

图17是表示实施例3的变例的放大部分剖面图。在该变例中，在切断槽39的整个内部形成绝缘膜23，用绝缘膜23覆盖整个硅基板22。为了用绝缘膜23覆盖切断槽39的整个内部，在利用切割刀片或激光切入切断槽39后，通过热氧化在切断槽39内部形成绝缘膜23即可。根据这种变例，整个切断槽39被绝缘膜23覆盖，从而能够更可靠地防止电串扰和电信号泄漏。

另外，也可以在实施例1那样的光收发机中设置实施例3那样的阶梯差部分。并且，也可以在实施例3那样的发送机中设置实施例1那样的倾斜面。

实施例4

图18是表示本发明的实施例4的光波导模块61的放大部分剖面图。在该实施例中，用绝缘膜23覆盖切断槽39的侧壁面中位于电极焊区42侧的侧壁面。被绝缘膜23覆盖的侧壁面区域可以是遍及切断槽39的总长(硅基板23的整个宽度)的区域。并且，该区域也可以仅是发光元件25的安装位置附近。在这种实施例中，即使用于将发光元件25键合在电极焊区42上的钎焊材料43滴落到切断槽39内，只要不到达切断槽39的底面，就不会产生电泄漏和电串扰。

为了制作这种光波导模块61，切断光波导24和硅基板22，在硅基板22上切入切断槽39。与此同时，将光波导24的不需要部分剥离。然后，通过溅射等将SiO₂和SiN等绝缘材料进行倾斜蒸镀，在切断槽39的侧面形成绝缘膜23。

图19是表示本发明的实施例4的变例的放大部分剖面图。在该变例中，在设置切断槽39后，通过蒸镀等在切断槽39内淀积绝缘材料，在切断槽39的整个内表面形成绝缘膜23。因此，即使钎焊材料43滴落，发光元件25与硅基板22也不会导通，能够更可靠地防止电泄漏和电串扰。

实施例5

图20是表示本发明的实施例5的光波导模块71的放大部分剖面图。在该实施例中，在光波导24和硅基板22上切入切断槽39，将光波导24的不需要部分剥离。然后，在切断槽39内充填绝缘材料72，用绝缘材料72填埋切断槽39。因此，即使用于将发光元件25键合在电极焊区42上的钎焊材料43向切断槽39的方向伸出，钎焊材料43也不会侵入切断槽39内，不会产生电泄漏和电串扰。

实施例6

图21(a)(b)(c)是说明本发明的实施例6的光接收机(光纤模块)的制造工序的概略剖面图。在该实施例中，首先如图21(a)所示，在硅基板22的上表面形成光纤保持部40和V槽93后，使硅基板22的整个上表面热氧化，形成绝缘膜23。并且，在V槽93的附近，在硅基板22的上表面上隔着绝缘膜23设置电极焊区41。然后，固定电极焊区41的钎焊材料43。然后，将光纤92放置在光纤保持部40内，将光纤92定位，利用粘结剂将光纤92固定在光纤保持部40上。

然后，如图21(b)所示，使用切割刀片或激光，从光纤92的端部朝向硅基板22的V槽93的边缘切入槽。由此，将光纤92的端面修整平滑。此时，在硅基板22上通过光纤92的端面形成切断槽39。并且，在切断槽39的边缘，利用残余的V槽93形成被绝缘膜23覆盖的倾斜面44。

然后，将受光元件26放置在电极焊区41上，接近光纤92的端面配置受光元件26。然后，使钎焊材料43回流，将受光元件26键合在电极焊区41上。这样，就完成了光接收机91。在受光元件26键合时，即使熔融并回流的钎焊材料43从受光元件26的下表面溢出到切断槽39侧，也被积存在受光元件26的下表面与倾斜面44之间的空间内。因此，可以防止钎焊材料43侵入切断槽39内。其结果是，在该光接收机91中也可以降低因钎焊材料43侵入切断槽39内而产生电泄漏和电串扰的可能性。

另外，在实施例6那样的光接收机中，切断槽39附近的形状和设置绝缘膜23的区域等，也可以使用在实施例1～5及其变例中叙述的各种方式。

并且，在上述各个实施例中，将发光元件25或受光元件26安装成使其朝向切断槽39的上方伸出。但是，在任何实施例或变例中，也可以如图8所示将发光元件25或受光元件26安装成从切断槽39离开的状态。

Claims (9)

1.一种光模块，在非绝缘性基板的表面上安装有光波导或光纤，以及发光元件和受光元件等光学部件，其特征在于，

在所述基板表面的至少光学部件安装区域形成绝缘膜，在设置于该绝缘膜上的电极上键合所述光学部件，在所述基板的光学部件安装区域附近形成槽，在所述槽内的至少一部分形成绝缘膜。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述光学部件被配置成与所述光波导或光纤在光学上耦合，

所述槽形成于在所述光波导或光纤与所述电极之间与所述光波导或光纤的端面接触的位置。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，

形成于所述基板表面的所述绝缘膜与形成于所述槽内的绝缘膜相连续。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述槽在接近所述电极的一侧的边缘，具有阶梯差部分，该阶梯差部分位于最深处的底面与所述基板的表面之间，在该阶梯差部分的表面形成所述绝缘膜。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，

所述阶梯差部分是倾斜面。

6.一种光模块，在非绝缘性基板的表面上安装有光波导或光纤，以及发光元件和受光元件等光学部件，其特征在于，

在所述基板表面的至少光学部件安装区域形成绝缘膜，在设置于该绝缘膜上的电极上键合所述光学部件，在所述基板的光学部件安装区域附近形成槽，在所述槽内充填绝缘材料。

7.根据权利要求1或6所述的光模块，其特征在于，

所述光学部件被安装成朝向所述槽的上方伸出。

8.一种光模块的制造方法，制造权利要求1所述的光模块，其特征在于，具有：

在所述基板表面的至少光学部件安装区域形成绝缘膜的工序；

在所述光学部件安装区域与光波导或光纤安装区域的中间区域的至少一部分形成V槽的工序；

在所述V槽的内表面形成绝缘膜的工序；

在所述光学部件安装区域的绝缘膜上设置电极的工序；

在包括所述光波导或光纤安装区域的区域安装光波导或光纤的工序；

在安装了所述光波导或光纤后，切断所述光波导或光纤的端部，并且在所述V槽的靠近所述光波导或光纤的一部分形成比所述V槽深的切断槽，设置由所述V槽和所述切断槽构成的槽的工序；

在形成所述槽后，把所述光学部件键合在所述电极上的工序。

9.一种光模块的制造方法，制造权利要求1所述的光模块，其特征在于，具有：

在所述基板表面的至少光学部件安装区域形成绝缘膜的工序；

挖掘所述基板表面的光波导或光纤安装区域，以及所述光学部件安装区域与所述光波导或光纤安装区域的中间区域的至少一部分，使其深度比所述光学部件安装区域深的工序；

在所述中间区域的至少一部分形成绝缘膜的工序；

在所述光学部件安装区域的绝缘膜上设置电极的工序；

在包括所述光波导或光纤安装区域的区域安装光波导或光纤的工序；

在安装了所述光波导或光纤后，切断所述光波导或光纤的端部，并且在所述中间区域的至少一部分中靠近所述光波导或所述光纤的位置形成切断槽，设置由所述中间区域的至少一部分和所述切断槽构成的槽的工序；

在形成所述槽后，把所述光学部件键合在所述电极上的工序。

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