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KR101246137B1 - 발광 소자 및 광결합 모듈 - Google Patents

발광 소자 및 광결합 모듈 Download PDF

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KR101246137B1
KR101246137B1 KR1020080130468A KR20080130468A KR101246137B1 KR 101246137 B1 KR101246137 B1 KR 101246137B1 KR 1020080130468 A KR1020080130468 A KR 1020080130468A KR 20080130468 A KR20080130468 A KR 20080130468A KR 101246137 B1 KR101246137 B1 KR 101246137B1
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Abstract

본 발명은 발광 소자 및 광결합 모듈을 제공한다. 이 소자는 기판, 상기 기판에 형성된 발광부, 판의 하부면에 형성된 반사부를 포함한다. 발광부는 기판 상에 배치된 활성 패턴, 활성 패턴의 상에 배치된 상부 전극, 활성 패턴 하부에 배치된 하부 전극, 활성 패턴의 상부에 배치된 상부 거울, 및 활성 패턴의 하부에 배치된 하부 거울을 포함한다. 상기 발광부는 기판에 수직하게 방출광을 제공하고, 반사부는 방출광의 광 경로를 변경하여 기판의 측면에 제공할 수 있다.
수광소자, 발광소자, 반사부, 광결합 모듈

Description

발광 소자 및 광결합 모듈{LIGHT EMITTING DEVICE AND OPTICAL COUPLING MODULE}
본 발명은 발광소자 및 광결합 모듈에 관한 것이다. 더 구조체적으로, 상기 발광 소자의 하부에 반사부를 포함하는 발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-073-03, 과제명: 플렉서블 광전 배선 모듈용 나노 소재].
광통신 기술을 이용한 반도체 칩 사이 또는 보드-보드 사이의 정보처리 기술은 구리배선이 갖는 전자기간섭(EMI), 임피던스 부정합(mismatch), 신호왜곡(skew) 등의 문제를 해결할 수 있어 각광을 받고 있다. 인쇄회로기판의 배선으로 광배선 및 전기배선을 사용한 광전배선 모듈이 제안되어 있다.
광전배선 모듈은 고효율, 고신호무결성(signal integrity)의 광통신을 제공한다. 광전배선 모듈의 제조 단가의 저감화를 위해서는 전광소자(발광소자 또는 수광소자)와 광도파로 사이의 저손실의 광결합이 요구된다. 채널의 수가 증가함에 따라, 광전배선 모듈의 전광소자-광도파로의 정렬은 시간적, 기술적 문제를 야기한 다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 광전 배선이 용이한 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 광전 배선이 용이한 광결합 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자는 기판; 상기 기판 상에 형성된 발광부; 상기 기판의 하부면에 형성된 반사부를 포함하고, 상기 발광부는: 상기 기판 상에 배치된 활성 패턴; 상기 활성 패턴의 상부에 배치된 상부 거울; 및 상기 활성 패턴의 하부에 배치된 하부 거울을 포함하고, 상기 발광부는 상기 기판에 수직하게 방출광을 제공하고, 상기 반사부는 상기 방출광을 상기 기판의 측면으로 제공하는 트렌치를 포함하고, 상기 트렌치는 상기 기판에 수직한 방향에 대해 45도를 이루는 경사면을 갖고, 상기 기판의 상기 측면에 대해 틸트된 방향으로 연장된다.
삭제
삭제
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사부는 상기 트렌치의 표면에 반사를 위한 반사막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사막은 유전체 또는 금속일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사부는 상기 트렌치를 채우는 반사체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사체의 굴절율은 상기 기판의 굴절률보다 작을 수 있다.
삭제
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 트렌치의 경사면은 곡면일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 모듈은 제1 실장 기판; 상기 제1 실장 기판에 배치된 발광소자; 및 상기 발광소자의 측면에 직접 접촉하는 광도파로를 포함하되, 상기 발광 소자는: 상기 실장 기판 상에 배치된 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 형성된 발광부; 및 상기 제1 기판의 하부면에 형성된 반사부를 포함하고, 상기 발광부는 상기 기판에 수직하게 방출광을 제공하고, 상기 반사부는 상기 방출광을 상기 기판의 측면으로 제공하는 트렌치를 포함하고, 상기 트렌치는 상기 기판에 수직한 방향에 대해 45도를 이루는 경사면을 갖고, 상기 기판의 상기 측면에 대해 틸트된 방향으로 연장된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자의 상기 반사부는 상기 제1 실장 기판과 마주볼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광도파로는 코어-클래딩 구조의 유전체 광도파로일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광도파로는 코어-클래딩 구조의 다중 모드 광섬유일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광도파로는 금속선 코어 및 상기 금속 선 코어를 감싸는 유전체 클래딩을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속선 코어의 두께는 5 내지 200 nm이고, 상기 금속선 코어의 폭은 2 내지 100 um일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광도파로는 코어층-클래딩층 구조의 유전체 적층 구조 및 상기 클래딩층 상에 형성된 전기배선을 포함하고, 상기 전기 배선은 상기 유전체 적층 구조에 스트레스를 인가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광도파로는 구부러질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광도파로의 일측은 상기 제1 실장 기판 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광도파로의 타측에 접촉하는 수광소자, 및 상기 수광 소자가 배치되는 제2 실장 기판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광도파의 타측은 상기 제2 실장 기판 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수광소자는 상기 제2 실장 기판 상에 배치된 제2 기판과, 제2 기판 상에 형성된 수광부와, 상기 제2 기판의 하부면에 형성된 제2 반사부를 포함하고, 상기 수광부는 상기 제2 기판의 측면을 통하여 입사되는 광을 상기 제2 반사부로부터 수광하고, 상기 광을 상기 제2 반사부 및 상기 제2기판의 측면에 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 실장 기판과 상기 제2 실장 기판은 동일한 실장 기판일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 실장 기판 상에 배치되어 상기 발 광 소자를 구동하는 발광 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자는 상기 발광소자의 하부면에 반사부를 포함하고, 상기 반사부는 발광소자-광도파로 사이의 광결합을 효율적으로 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 모듈은 발광소자, 광도파로, 및 수광소자를 포함하고, 높은 광결합 효율, 고집적도, 및 낮은 가격을 가질 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 발광소자는 기판(100), 상기 기판(100)에 형성된 발광부(180), 상기 기판(100)의 하부면에 형성된 반사부(170) 및 기판 하부에 배치된 하부 전극(112)을 포함한다. 상기 발광부(180)는 상기 기판(100) 상에 배치된 활성 패턴(140), 상기 활성 패턴(140)의 상에 배치된 상부 전극(114), 상기 활성 패턴(140)의 상부에 배치된 상부 거울(124), 상기 활성 패턴(140)의 하부에 배치된 하부 거울(122)을 포함할 수 있다. 상기 발광부(180)는 상기 기판(100)에 수직하게 방출광(11)을 제공하고, 상기 반사부(170)는 상기 방출광(11)의 광 경로를 변경하여 상기 기판(100)의 측면(22)으로 제공할 수 있다.
상기 기판(100)은 n형 InP 기판 또는 GaAs 기판일 수 있다. 상기 하부 거울(122)은 상기 기판(100) 상에 브래그(Bragg) 반사 조건을 충족하도록 제공될 수 있다. 상기 하부 거울(122) 상에 전류 제한 패턴(130)이 배치될 수 있다. 상기 전류 제한 패턴(130)은 제1 전류 제한 패턴(132) 및 제2 전류 제한 패턴(134)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전류 제한 패턴(132) 및 제2 전류 제한 패턴(134)은 관통부를 가지는 링 또는 와셔 형태일 수 있다. 상기 제1 전류 제한 패턴(132) 및 상기 제2 전류 제한 패턴(134) 사이에 상기 활성 패턴(140)이 개재될 수 있다. 상기 활성 패턴(140)은 상기 제1 전류 제한 패턴(132) 및 상기 제2 전류 제한 패턴(134)의 상기 관통부로 연장될 수 있다. 상기 활성 패턴(140)은 상기 상부 거울(124) 및 상기 하부 거울(122) 사이에서 공진하는 레이저 빔의 광이득을 제공할 수 있다. 상기 활성 패턴(140)은 상부 클래드(clad)층(146)/다중 양자 우물층(144)/ 하부 클래드층(142)의 복층 구조를 가질 수 있다. 상기 제2 전류 제한 패턴(134) 상에 브래그(Bragg) 반사 조건을 충족하는 상기 상부 거울(124)이 배치될 수 있다. 상기 상부 거울(124) 상에 상기 상부 전극(114)이 배치될 수 있다. 상기 하부 거울(122) 및 상부 거울(124)은 InAlGaAs/InAlAs의 다층 박막, InAlGaAs/InP의 다층 박막, 또 는 GaAsSb/AlAsSb의 다층 박막일 수 있다. 상기 상부 거울(124)의 반사율은 상기 하부 거울(122)의 반사율보다 클 수 있다. 상기 제1, 제2 전류 제한 패턴(132,134)은 알루미늄 산화막일 수 있다.
상기 기판(100)은 GaAs기판 또는 InP 기판일 수 있다. 상기 반사부(170)는 상기 기판(170)의 하부면에 형성될 수 있다. 상기 반사부(170)는 상기 기판(100)의 하부면을 식각하여 형성될 수 있다. 상기 반사부(170)는 상기 방출광(11)의 광 경로를 변경하여 상기 기판(100)의 상기 측면(22)으로 제공할 수 있다. 상기 반사부(170)는 상기 기판(100)의 하부면에 형성된 트렌치(175)를 포함할 수 있다. 상기 트렌치는 경사면을 포함할 수 있다. 상기 트렌치(175)의 상기 경사면은 상기 발광부(180)와 정렬될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(100)의 하부면으로 진행하는 상기 방출광(11)은 상기 트렌치의 상기 경사면에서 경사 입사하여 반사되어 반사광(12)을 제공할 수 있다. 상기 기판(100)의 수직한 방향에 대한 상기 트렌치(175)의 상기 경사면의 각도는 45도일 수 있다. 상기 반사광(12)는 상기 기판(100)의 상기 측면(22)에 수직입사할 수 있다. 상기 기판의 상기 측면 상에 무반사막(23)이 형성될 수 있다.
상기 기판(100)의 상기 측면(22)에 광도파로(37)가 배치될 수 있다. 상기 광도파로(37)와 상기 기판(100)의 상기 측면(22)은 서로 접촉할 수 있다. 상기 기판의 상기 측면(22)에 무반사막(23)이 코팅될 수 있다. 상기 광도파로(37)는 크래딩(36)과 코어(35)를 포함할 수 있다. 상기 반사광(12)은 상기 코어에 광 결합할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 활성 패턴의 구조, 상기 하부 거울 및 상기 상부 거울의 구조 및 배치, 상기 하부 전극, 상부 전극의 구조 및 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 하부 전극은 상기 기판과 상기 하부 거울 사이에 배치될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자의 반사부의 예를 설명하는 도면들이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 방출광(11)이 상기 기판에 수직하게 상기 발광부(180)로 부터 제공될 수 있다. 상기 반사부(170)는 상기 방출광(11)의 광 경로를 변경하여 상기 기판(100)의 측면(22)에 제공할 수 있다. 상기 반사부(170)는 상기 기판(100)의 하부면(24)에 형성된 트렌치(175)를 포함할 수 있다. 상기 트렌치(175)는 바닥면(174) 및 경사면(172)을 포함할 수 있다. 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(172)은 상기 발광부와 정렬될 수 있다. 이에 따라, 상기 방출광(11)은 상기 트렌치의 상기 경사면(172)에 경사 입사하여 제1 반사광(12)을 제공할 수 있다. 상기 기판(100)의 수직한 방향에 대한 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(172)의 각도(900-θ)는 45도일 수 있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 방출광(11)은 상기 트렌치(175)의 경사면(182)에 입사하여 전반사(total reflection)될 수 있다.
상기 기판(100)은 육면체일 수 있다. 상기 육면체의 변은 직각좌표계의 각 성분들과 일치할 수 있다. z축은 상기 기판(100) 평면에 수직한 방향일 수 있다. 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(172)의 수직 벡터(an)는 상기 z축과 소정 각도(θ)를 가질 수 있다. x축은 상기 트렌치(175)의 연장 방향과 일치할 수 있다. y축은 상기 기판(100)의 상기 측면(22)에 수직할 수 있다. 상기 발광부에 방출된 방출광(11)은 -z축 방향으로 진행할 수 있다. 상기 방출광(11)은 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(172)에 경사 입사할 수 있다. 상기 방출광(11)은 상기 트렌치의 상기 경사면(172)에서 반사되어 상기 y축 방향으로 진행하는 제1 반사광(22)을 제공할 수 있다. 상기 제1 반사광(12)은 상기 기판(100)의 상기 측면(22)에서 일부는 반사하고 일부는 투과할 수 있다. 상기 기판(100)의 상기 측면(22)으로 입사한 제1 반사광(12)의 일부는 상기 기판(100)의 상기 측면에서 반사되어 제2 반사광(13)을 제공할 수 있다. 상기 제2 반사광(13)은 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(172)에 재입사(re-incident)하여 제3 반사광(14)을 제공할 수 있다. 상기 제3 반사광(14)은 상기 방출부(180)에 입사하여 상기 방출부의 동작을 불안정하게 할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 기판(100)의 상기 측면(22)은 무반사막으로 코딩될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(100)의 상기 측면(22)에서 반사된 제2 반사광(13)은 최소화될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자의 반사부의 다른 예를 설명하는 도면들이다. 도 2a 및 도 2b와 중복되는 설명은 생략한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 방출광(11)이 상기 기판에 수직하게 상기 발광 부(180)로 부터 제공될 수 있다. 상기 반사부(170)는 상기 방출광(11)의 광 경로를 변경하여 상기 기판(100)의 측면(22)에 제공할 수 있다. 상기 반사부(170)는 상기 방출광(11)의 광경로를 변경하여 상기 기판(100)의 측면(22)으로 제공한다. 상기 반사부(170)는 상기 기판(100)의 하부면(24)에 형성된 트렌치(175)를 포함할 수 있다. 상기 트렌치(175)는 바닥면(174) 및 경사면(172)을 포함할 수 있다. 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(172)은 상기 발광부와 정렬될 수 있다. 이에 따라, 상기 방출광(11)은 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(172)에서 경사 입사하여 반사되어 제1 반사광(12)을 제공할 수 있다. 상기 기판(100)에 수직한 방향에 대한 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(172)의 각도는 45도일 수 있다.
상기 기판은 육면체일 수 있다. 상기 육면체의 변은 직각좌표계의 각 성분들과 일치할 수 있다. z축은 상기 기판(100)의 평면에 수직한 방향일 수 있다. 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(175)의 수직 벡터(an)는 상기 z축과 θ를 가질 수 있다. x축과 상기 트렌치(175)의 진행 방향은 소정 각도(φ)를 가질 수 있다. 즉, 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(172)은 상기 z축을 중심으로 소정 각도(φ)만큼 틸트될 수 있다. 상기 트렌치(175)의 진행 방향은 z축에 대하여 소정 각도 회전한 회전좌표계의 x'축으로 선택될 수 있다. 회전 좌표계의 상기 x'축은 x축과 소정 각도(φ)를 가질 수 있다. y축은 상기 기판의 측면에 수직할 수 있다. 상기 발광부에 방출된 방출광(11)은 -z축 방향으로 진행할 수 있다. 상기 방출광(11)은 상기 트렌치(175)의 상기 경사면에 경사 입사할 수 있다. 상기 방출광(11)은 상기 트렌치의 상기 경사면(172)에서 반사되어 y'축 방향으로 진행하는 제1 반사광(12)을 제공할 수 있다. 상기 제1 반사광(12)은 상기 기판(100)의 측면(22)에 경사 입사할 수 있다. 상기 제1 반사광(12)의 일부는 상기 측면(22)에서 반사하여 제2 반사광을 제공하고, 일부는 투과할 수 있다. 상기 제2 반사광(13)은 상기 제1 반사광(12)의 경로와 다른 광 경로를 가질 수 있다. 따라서, 상기 제2 반사광(13)은 상기 방출부로 되돌아가지 않을 수 있다. 따라서, 상기 방출부의 동작 특성이 개선될 수 있다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자의 반사부의 또 다른 예를 설명하는 도면들이다. 도 2a 및 도 2b에서 설명한 부분과 중복되는 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 상기 발광소자는 기판(100), 상기 기판(100)에 형성된 발광부(미도시), 및 상기 기판(100)의 하부면(24)에 형성된 반사부(170)를 포함한다. 상기 발광부는 상기 기판(100)에 수직하게 방출광을 상기 기판(100)의 하부면(24)에 제공한다. 상기 반사부(170)는 상기 방출광의 광경로를 변경하여 상기 기판(100)의 측면으로 제공한다. 상기 반사부(170)는 상기 기판(100)의 하부면에 형성된 트렌치(175)를 포함할 수 있다. 상기 트렌치(175)는 바닥면(174) 및 경사면(172)을 포함할 수 있다. 상기 트렌치(175)의 상기 경사면(175) 상에 반사막(171)이 배치될 수 있다. 상기 반사막(171)은 금속 박막 또는 유전체 다층 박막일 수 있다. 상기 반사막(171)은 상기 방출광의 손실을 최소화하면서 상기 방출광을 상기 기판(100)의 측면(22)으로 제공할 수 있다. 상기 반사막(171)은 상기 바닥면(174) 및/또는 상기 기판(100)의 상기 하부면(24)으로 연장될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 발광소자는 기판(100), 상기 기판(100)에 형성된 발광부(미도시), 상기 기판(100)의 하부면(24)에 형성된 반사부(170)를 포함한다. 상기 반사부(170)는 경사진 홈의 형태일 수 있다. 상기 홈은 단면은 사각형, 다각형, 또는 타원형일 수 있다. 상기 홈의 경사면은 상기 발광부와 정렬될 수 있다.
도 6를 참조하면, 상기 발광소자는 기판(100), 상기 기판(100)에 형성된 발광부(미도시), 및 상기 기판(100)의 하부면(24)에 형성된 반사부(170)를 포함한다. 상기 반사부(170)는 트렌치(175)를 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2b와 달리 상기 트렌치(175)는 바닥면을 포함하지 않고 경사만을 포함할 수 있다. 상기 경사면은 평면일 수 있다.
도 7를 참조하면, 상기 발광소자는 기판(100), 상기 기판(100)에 형성된 발광부(미도시), 및 상기 기판(100)의 하부면(24)에 형성된 반사부(170)를 포함한다. 상기 반사부(170)는 트렌치(175)를 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2b와 달리 상기 트렌치(175)는 바닥면을 포함하지 않고, 경사면만을 포함할 수 있다. 상기 경사면은 곡면일 수 있다. 상기 곡면은 광을 집광 또는 퍼트릴 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 발광소자는 기판(100), 상기 기판(100)에 형성된 발광부(미도시), 및 상기 기판(100)의 하부면(24)에 형성된 반사부(170)를 포함한다. 상기 반사부(170)는 트렌치(175)를 포함할 수 있다. 상기 트렌치(175)는 바닥면(174) 및 경사면(172)을 포함할 수 있다. 상기 트렌치(175)는 반사체(177)에 의하여 채워질 수 있다. 상기 반사체(177)의 굴절율은 상기 기판(100)의 굴절률보다 작을 수 있다. 상기 반사체(177)는 유전체 또는 금속일 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 결합 모듈을 설명하는 도면들이다. 도 9b는 도 9a의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 9c는 도 9a의 광도파로를 설명하는 도면이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 상기 광 결합 모듈은 제1 실장 기판(30), 상기 제1 실장 기판(30)에 배치된 발광소자(32), 및 상기 발광소자(32)의 측면에 직접 접촉하는 광도파로(37)를 포함한다. 도 1을 참조하면, 상기 발광 소자(32)는 제1 기판(100)에 형성된 발광부(180), 상기 제1 기판(100)의 하부면에 형성된 반사부(170)를 포함한다. 상기 발광부(180)는 상기 제1 기판(100)에 수직하게 방출광을 제공할 수 있다. 상기 반사부(170)는 상기 방출광의 광 경로를 변경하여 상기 제1 기판(100)의 상기 측면(22)을 통하여 상기 광도파로(37)의 일측으로 상기 방출광을 제공할 수 있다.
상기 제1 실장 기판(30)은 PCB(printed circuit board)일 수 있다. 상기 제1 실장 기판(30)은 배선 기판으로 그 내부에 전기적 신호를 전달할 수 있는 도전 배선(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제1 실장 기판(30)은 상면(30a) 및 상기 상면에 대향하는 하면(30b)을 포함할 수 있다. 발광 패드(38,39)가 상기 상면(30a)에 배치되며, 상기 발광 패드(38,39)는 상기 도전 배선과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 패드(38,39)는 전기 전도성이 비교적 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 백금(Pt), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 제1 배선 전극(42) 및 제2 배선 전극(43)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자의 제1 배선 전극(42) 및 제2 배선 전극(43)은 상기 발광 소자 의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 제1 배선 전극(42) 및 상기 제2 배선 전극(43)은 상기 발광 패드(38,39)와 와이어 본딩에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 배선 전극(42) 및 상기 제2 배선 전극(43)은 도 1에서 설명한 하부 전극 및 상부 전극과 동일할 수 있다. 도 1을 참조하면, 상기 제1 배선 전극(42) 및 상기 제2 배선 전극(43)은 상기 하부 전극 및 상기 상부 전극이 재배선된 것들일 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제1 배선 전극 및/또는 상기 제2 배선 전극은 상기 발광 소자(32)의 하부면에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자(32)를 구동하는 발광 구동부(31)는 상기 제1 실장 기판(31) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광 구동부(31)는 칩의 형태일 수 있다. 상기 발광 구동부(31)는 상기 제1 실장 기판(30)의 접속 패드들(미도시)을 통하여 고정될 수 있다. 상기 발광 구동부(31)는 상기 도전 배선을 통하여 상기 발광 패드(38,39)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 실장 기판(30)은 외부 접속 패드들(44)을 포함할 수 있다. 상기 외부 접속 패드들(44)은 외부 회로와 전기적으로 연결하는 수단일 수 있다. 상기 외부 접속 패드들(44)은 외부 회로에 장착된 탈착 수단에 결합할 수 있다.
상기 발광 소자(32)의 방출광은 상기 반사부에서 반사되어 상기 광도파로(37)에 제공될 수 있다. 상기 발광 소자(32)의 측면은 상기 광도파로(37)와 직접 접촉할 수 있다. 상기 발광 소자(32)의 상기 반사부는 상기 제1 실장 기판(30)의 상기 상면(30a)과 마주보고 있을 수 있다.
도 9c를 참조하면, 상기 광도파로(37)는 코어(35)와 클래딩(36)을 포함할 수 있다. 상기 클래딩(36)은 상기 코어(35)를 감싸고 있을 수 있다. 상기 클래딩(36) 및 상기 코어(35)의 단면은 사각형일 수 있다. 상기 광도파로(37)는 구부러질 수 있다. 상기 광도파로(37)는 상기 제1 실장 기판(30)에 접착제 또는 고정수단에 고정결합할 수 있다. 상기 광도파로(37)의 클래딩(36)은 할로겐 원소 또는 중수소를 포함하는 고분자 광학재료일 수 있다. 상기 광도파로(37)의 상기 코어(35)는 유전체일 수 있다. 상기 코어(35)의 단면은 사각형일 수 있다. 상기 코어(35)의 단면은 다양하게 변형될 수 있다. 상기 광도파로는 구부러질 수 있다. 상기 코어(35)의 굴절율(n1)은 상기 클래딩(36)의 굴절율(n2)보다 클 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 광도파로(37)의 상기 코어(35)는 금속 도선일 수 있다. 상기 코어(35)의 두께는 5 내지 200 ㎚ 일 수 있고, 상기 코어(35)의 폭은 2 내지 100 ㎛일 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 결합 모듈을 설명하는 도면들이다. 도 10b는 도 10a의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 9a 내지 도 9c에서 설명한 부분과 중복되는 설명은 생략한다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상기 광 결합 모듈은 제1 실장 기판(30), 상기 제1 실장 기판(30)에 배치된 발광소자(32), 및 상기 발광소자(32)의 측면에 직접 접촉하는 광도파로(37)를 포함한다. 도 1을 참조하면, 상기 발광 소자(32)는 제1 기판(100)에 형성된 발광부(180), 상기 제1 기판(100)의 하부면에 형성된 반사부(170)를 포함한다. 상기 발광부(180)는 상기 제1 기판(100)에 수직하게 방출광을 제공할 수 있다. 상기 반사부는 상기 방출광의 광 경로를 변경하여 상기 제1 기판의 상기 측면을 통하여 상기 광도파로의 일측으로 제공할 수 있다. 상기 발광 소자(32)의 방출광은 상기 반사부에서 반사되어 상기 광도파로(37)에 제공될 수 있다. 상기 발광 소자(32)의 측면은 상기 광도파로(37)와 직접 접촉할 수 있다. 상기 발광 소자(32)의 상부면은 상기 제1 실장 기판(30)의 상면(30a)과 마주보고 있을 수 있다.
상기 발광 소자는 제1 배선 전극(42) 및 제2 배선 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자의 제1 배선 전극(42) 및 제2 배선 전극은 상기 발광 소자의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 제1 배선 전극(42) 및 상기 제2 배선 전극은 발광 패드(45)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수광소자를 설명하는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 수광 소자는 기판(600), 상기 기판(600)에 배치된 수광부(680)와 상기 기판(600)의 하부면에 형성된 반사부(670)를 포함할 수 있다. 상기 수광부(680)는 상기 기판(600) 상에 차례로 적층된 흡수층(620), 그래이딩층(622), 버퍼층(624), 및 증폭층(630)을 포함할 수 있다. 상기 증폭층(630)의 상부에 제1 확산층(642)이 배치될 수 있다. 상기 제1 확산층(642)은 링 또는 와셔 형태일 수 있다. 제2 확산층(644)은 상기 증폭층(630)의 상부에 배치되고, 상기 제1 확산층(642)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 제1 확산층(642), 상기 제2 확산층(644), 및 상기 증폭층(630)의 상부면은 동일 평면일 수 있다. 상기 제2 확산층(644)의 하부면은 상기 제1 확산층(642)의 하부면보다 낮을 수 있다.
상기 기판(600)은 n형 InP 기판일 수 있다. 상기 흡수층(620)은 n형 InGaAs일 수 있다. 상기 그래이딩층(622)는 n형 InGaAsP일 수 있다. 상기 버퍼층(630)은 n형 InP일 수 있다. 상기 증폭층(642)은 InP일 수 있다. 상기 증폭층(630) 및 상기 제1 확산층(642) 및 상기 제2 확산층(644) 상에 절연보호 패턴(650)이 배치될 수 있다. 상기 절연보호 패턴(650) 상에 상부 전극(614)이 배치될 수 있다. 상기 상부 전극(614)은 상기 절연보호패턴(650)을 관통하여 상기 제1 확산층(642)과 접촉할 수 있다. 하부 전극(612)은 상기 기판(600)의 하부면의 일부에 배치될 수 있다. 상기 하부 전극(612)은 n형 전극일 수 있고, 상기 상부 전극(614)은 p형 전극일 수 있다.
상기 기판(600)의 측면(602)에서 입사한 광은 상기 기판(600)의 하부면에 형성된 상기 반사부(670)에 의하여 광의 경로가 변경되어 상기 기판(600)에 수직하게 제공될 수 있다. 상기 기판(600)의 상기 측면(602)에 무반사막(673)이 배치될 수 있다. 상기 기판(600)의 상기 측면에 접촉하여 광도파로(37)가 배치될 수 있다. 상기 광도파로(37)는 코어(35)와 클래딩(36)을 포함할 수 있다. 상기 기판(600)의 상기 측면(602)과 상기 광도파로(37)는 직접 접촉할 수 있다. 상기 광도로파(37)에서 진행하는 광은 상기 기판(600)의 측면에 수직 입사할 수 있다. 상기 기판(600)에 평행하게 입사한 광은 상기 기판(600)의 하부면에 형성된 상기 반사부(670)에 의하여 반사될 수 있다. 상기 반사부(670)는 트랜치(675)를 포함할 수 있다. 상기 트랜치는 경사면을 포함할 수 있다. 상기 트랜치(675)의 경사면 상에 반사막(678)이 배치될 수 있다. 상기 반사막(678)은 상기 기판(600)의 측면에서 입사광이 손실없이 반사하여 상기 기판(600)에 수직하게 진행하게 할 수 있다. 상기 반사막(678)은 금속 박막 또는 다층 유전체막일 수 있다. 상기 트렌치(675)의 경사면과 상기 기판(600)의 수직 방향의 각도는 45도일 수 있다.
상기 기판(600)은 입사하는 광을 흡수하지 않을 수 있다. 상기 입사광은 상기 흡수층(620)에서 흡수되어 전자-정공 쌍(electron-hole pair: EHP)을 형성할 수 있다. 상기 수광 소자는 역바이어가 인가되어 상기 EHP의 정공은 상기 그레이드층(622)을 통과하여 상기 버퍼층(624)에서 가속될 수 있다. 상기 정공은 상기 증폭층(630)에서 증폭되어, 상기 상부 전극(614)으로 빠져나올 수 있다.
도 12은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 결합 모듈을 설명하는 도면이다.
도 12을 참조하면, 상기 광 결합 모듈(202)은 광전 송신부(210), 광전 수신부(214), 및 광전 배선부(212)를 포함할 수 있다.
상기 광전 송신부(210)는 제1 실장 기판(230), 상기 제1 실장 기판(230)에 배치된 발광소자(232), 상기 발광 소자(232)를 구동하는 발광 구동부(231)를 포함할 수 있다. 도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 상기 발광 소자(232)는 제1 배선 전극(242) 및 제2 배선 전극(243)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자의 제1 배선 전극(242) 및 제2 배선 전극(243)은 상기 발광 소자(232)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 제1 배선 전극(242) 및 상기 제2 배선 전극(243)은 발광 패드(238,239)와 와이어 본딩에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 실장 기판(230)은 외 부 접속 패드들(244)을 포함할 수 있다. 상기 외부 접속 패드들(244)은 외부 회로와 전기적으로 연결하는 수단일 수 있다. 상기 외부 접속 패드들(244)은 외부 회로에 장착된 탈착 수단에 결합할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제1 배선 전극(242) 또는/및 제2 배선 전극(243)은 상기 발광 소자의 하부면에 배치될 수 있다.
상기 광전 배선부(212)는 광도파로(237) 및 상기 광도파로(237) 상에 형성된 전기배선(234)을 포함할 수 있다. 상기 광도파로(237)는 코어(235)와 클래딩(236)을 포함할 수 있다. 상기 클래딩(236)은 상기 코어(235)를 감싸고 있을 수 있다. 상기 전기 배선(234)은 상기 광전 송신부(210)와 상기 광전 수신부(214)를 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 발광 소자(232)의 측면은 상기 광도파로(237)의 일측에 접촉할 수 있다.
상기 광전 수신부(214)는 상기 광도파로(237)의 타측에 접촉하는 수광소자(332), 및 상기 수광 소자(332)가 배치되는 제2 실장 기판(330), 및 상기 수광 소자(332)를 구동하는 수광 구동부(331)를 포함할 수 있다. 상기 수광 구동부(331)는 상기 제2 실장 기판(330)에 배치될 수 있다. 상기 수광 소자(332)의 구조는 도 7 에서 설명한 수광 소자의 구조와 유사할 수 있다. 상기 수광 소자(332)는 포토 다이오드(Photo diode), 또는 어발란치 포토 사이오드(Avalanche Photo diode:APD)일 수 있다. 상기 수광 소자(332)는 제2 기판 상에 형성된 수광부, 및 상기 제2 기판의 하부면에 형성된 제2 반사부를 포함할 수 있다. 상기 수광부(332)는 상기 제2 기판의 측면을 통하여 입사하는 광을 상기 제2 반사부를 통하여 상기 수광부에 제 공할 수 있다. 상기 수광 소자(332)는 제1 배선 전극(342) 및 제2 배선 전극(343)을 포함할 수 있다. 상기 수광 소자(332)의 제1 배선 전극(342) 및 제2 배선 전극(343)은 상기 수광 소자(332)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 제1 배선 전극(342) 및 상기 제2 배선 전극(343)은 상기 제2 실장 기판(330)에 배치된 수광 패드(338,339)와 와이어 본딩에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 실장 기판(330)은 외부 접속 패드들(344)을 포함할 수 있다. 상기 외부 접속 패드들(344)은 외부 회로와 전기적으로 연결하는 수단일 수 있다. 상기 외부 접속 패드들(344)은 외부 회로에 장착된 탈착 수단에 결합할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제1 배선 전극(342) 또는/및 제2 배선 전극(343)은 상기 수광 소자(332)의 하부면에 배치될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 결합 모듈을 설명하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 상기 광 결합 모듈은 제1 광전송수신부(410), 제2 광전송수신부(414), 및 광전 배선부(412)를 포함할 수 있다. 상기 제1 광전송수신부(410)는 제1 실장 기판(430), 상기 제1 실장 기판(430)에 배치된 제1 발광소자(432a), 상기 제1 발광 소자(432a)를 구동하는 제1 발광 구동부(431a), 상기 제1 실장 기판(430)에 배치된 제1 수광소자(432b), 및 상기 제1 수광 소자(432b)를 구동하는 제1 수광 구동부(431b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 실장 기판(430)은 제1 외부 접속패드(444a)을 포함할 수 있다.
상기 제2 광전 송수신부(414)는 제2 실장 기판(530), 상기 제2 실장 기판(530)에 배치된 제2 발광소자(532b), 상기 제2 발광 소자(532b)를 구동하는 제2 발광 구동부(531b), 상기 제2 실장 기판(530)에 배치된 제2 수광소자(532a), 및 상기 제2 수광 소자(532a)를 구동하는 제2 수광 구동부(531a)를 포함할 수 있다. 상기 제2 실장 기판(530)은 제2 외부 접속패드(544a)을 포함할 수 있다.
상기 광전 배선부(412)는 제1 광전배선부(412a) 및 제2 광전 배선부(412b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 광전 배선부(412a)는 제1 광도파로(437a) 및 제1 전기 배선부(434a)를 포함할 수 있다. 상기 제2 광전 배선부(412b)는 제2 광도파로(437b) 및 제2 전기 배선부(434b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 광도파로 및 상기 제2 광도파로는 크래딩 및 코어를 포함할 수 있다. 상기 제1 전기 배선부는 상기 제1 광도파로 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 전기 배선부는 상기 제2 광도파로 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 발광 소자(432a)와 상기 제1 수광 수자(532a)는 상기 제1 광도파로를 통하여 광결합할 수 있다. 상기 제2 수광 소자(432b)와 상기 제2 발광 소자(532b)는 상기 제2 광도파로를 통하여 광 결합할 수 있다. 상기 제1 전기 배선부 및 제2 전기 배선부는 상기 제1 실장 기판과 상기 제2 실장 기판을 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전기 배선은 상기 제1 실장 기판에 배치된 접속 패드와 와이어 본딩에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
도 14은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 결합 모듈을 설명하는 도면이다.
도 14 및 도 12을 참조하면, 상기 광 결합 모듈(202)은 광전 송신부(210), 광전 수신부(214), 및 광전 배선부(212)를 포함할 수 있다. 상기 광전 송신부(210)는 제1 실장 기판(230), 상기 제1 실장 기판(230)에 배치된 발광소자(232), 상기 발광 소자를 구동하는 발광 구동부(231)를 포함할 수 있다. 상기 광전 배선부(212)는 광도파로(237) 및 상기 광도파로(237)에 형성된 전기배선(234)을 포함할 수 있다. 상기 광전 수신부(214)는 상기 광도파로(237)의 타측에 접촉하는 수광소자(332), 및 상기 수광 소자(332)가 배치되는 제2 실장 기판(330), 및 상기 수광 소자(332)를 구동하는 수동 구동부(331)를 포함할 수 있다.
상기 광전 송신부(210)는 제1 메인보드(250) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 메인보드(250)는 제1 반도체 칩(252) 및 제1 전기 커넥터(256)를 포함할 수 있다. 상기 제1 전기 커넥터(256)는 상기 제1 반도체 칩(252)과 상기 제1 광전송신부(210) 사이를 통합전기신호(광전신호 및 전기통신신호)로 연결할 수 있다. 상기 광전신호는 상기 발광 구동부(231) 및/또는 상기 발광부(232)에 전달되어 광신호를 발생시킬 수 있다. 상기 광신호는 상기 광전배선부(212)를 통하여 상기 광전수신부(214)으로 전달될 수 있다. 상기 전기통신신호는 광전배선부(212)의 전기배선(234)를 통해 상기 광전수신부(214)로 전달될 수 있다.
상기 광전 수신부(214)는 제2 메인보드(350) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 메인보드(350)는 제2 반도체 칩(352) 및 제2 전기 커넥터(356)를 포함할 수 있다. 상기 제2 전기 커넥터(356)는 상기 제2 반도체 칩(352)과 상기 광전 수신부(214) 사이를 통합전기신호(광전신호 및 전기통신신호)로 연결할 수 있다. 상기 광전수신부(214)로 전달된 광신호 및 전기통신신호는 제2 전기커넥터(356)을 통해 최종적으로 제 2 메인보드(350)의 제 2 반도체칩(352)로 전달된다.
상기 광결합 모듈(202)는 보드-보드 사이의 광통신 및 전기통신에 다양하게 변형될 수 있다.
도 15은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 결합 모듈을 설명하는 도면이다.
도 15 및 도 12을 참조하면, 상기 광 결합 모듈(202)은 광전 송신부(210), 광전 수신부(214), 및 광전 배선부(212)를 포함할 수 있다. 상기 광전 송신부(210)는 실장 기판(230c), 상기 실장 기판(230c)에 배치된 발광소자(232), 상기 발광 소자를 구동하는 발광 구동부(231)를 포함할 수 있다. 상기 광전 배선부(212)는 광도파로(237) 및 상기 광도파로(237)에 형성된 전기배선(234)을 포함할 수 있다. 상기 광전 수신부(214)는 상기 광도파로(237)의 타측에 접촉하는 수광소자(332), 및 상기 수광 소자(332)를 구동하는 수동 구동부(331)를 포함할 수 있다. 상기 수광 소자 및 상기 수동 구동부는 상기 실장 기판(230c)에 배치될 수 있다.
상기 실장 기판(230c) 상에 제1 반도체 칩(252)이 배치될 수 있다. 상기 제1 반도체 칩(252)은 상기 제1 광전송신부(210)에 통합전기신호(광전신호 및 전기통신신호)를 제공할 수 있다. 상기 광전신호는 상기 발광 구동부(231) 및/또는 상기 발광부(232)에 전달되어 광신호를 발생시킬 수 있다. 상기 광신호는 상기 광전배선부(212)를 통하여 상기 광전수신부(212)으로 전달될 수 있다. 상기 전기통신신호는 광전배선부(212)의 전기배선(234)를 통해 광전수신부(214)로 전달될 수 있다.
상기 실장 기판(230c) 상에 제2 반도체 칩(352)이 배치될 수 있다. 상기 제2 반도체 칩(352)은 상기 광전 수신부(214)에 통합전기신호(광전신호 및 전기통신신호)를 제공할 수 있다. 상기 광결합 모듈(202)는 보드 내의 광통신 및 전기통신에 다양하게 변형될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 모듈의 광도파로를 설명하는 사시도이다.
도 16를 참조하면, 상기 광도파로(37)는 차례로 적층된 클래딩층(36a), 코어층(35a) 및 클래딩층(36a)을 포함할 수 있다. 상기 코어층(35)은 상기 클래딩층(36a) 사이에 개재될 수 있다. 상기 광도파로는 코어층-클래딩층 구조의 유전체 적층 구조 및 상기 클래딩층(36a) 상에 형성된 전기배선(34a)을 포함할 수 있다. 상기 전기 배선(34a)은 상기 유전체 적층 구조에 스트레스를 인가하여 국부적으로 상기 유전체 적층 구조의 유전율을 바꿀 수 있다. 이에 따라, 상기 유전체 적층 구조는 광도파로로서 작용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하는 도면들이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하는 도면들이다.
도 4 내지 도 8는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 반사부를 설명하는 도면들이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 결합 모듈을 설명하는 도면들이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 결합 모듈을 설명하는 도면들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수광소자를 설명하는 단면도이다.
도 12 내지 도 15은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 광 결합 모듈을 설명하는 도면들이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 광결합 모듈의 광도파로를 설명하는 사시도이다.

Claims (23)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 발광부;
    상기 기판의 하부면에 형성된 반사부를 포함하되;
    상기 발광부는:
    상기 기판 상에 배치된 활성 패턴;
    상기 활성 패턴의 상부에 배치된 상부 거울; 및
    상기 활성 패턴의 하부에 배치된 하부 거울을 포함하고,
    상기 발광부는 상기 기판에 수직하게 방출광을 제공하고, 상기 반사부는 상기 방출광을 상기 기판의 측면으로 제공하는 트렌치를 포함하고,
    상기 트렌치는 상기 기판에 수직한 방향에 대해 45도를 이루는 경사면을 갖고, 상기 기판의 상기 측면에 대해 틸트된 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 트렌치의 표면에 반사를 위한 반사막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 반사막은 유전체 또는 금속인 것을 특징으로 하는 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 트렌치를 채우는 반사체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사체의 굴절율은 상기 기판의 굴절률보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 트렌치의 경사면은 곡면인 것을 특징으로 발광소자.
  10. 제1 실장 기판;
    상기 제1 실장 기판에 배치된 발광소자; 및
    상기 발광소자의 측면에 직접 접촉하는 광도파로를 포함하되,
    상기 발광 소자는:
    상기 실장 기판 상에 배치된 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 형성된 발광부; 및
    상기 제1 기판의 하부면에 형성된 반사부를 포함하고, 상기 발광부는 상기 기판에 수직하게 방출광을 제공하고, 상기 반사부는 상기 방출광을 상기 기판의 측면으로 제공하는 트렌치를 포함하고,
    상기 트렌치는 상기 기판에 수직한 방향에 대해 45도를 이루는 경사면을 갖고, 상기 기판의 상기 측면에 대해 틸트된 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 소자의 상기 반사부는 상기 제1 실장 기판과 마주보는 것을 특징으로 하는광 결합 모듈.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 광도파로는 코어-클래딩 구조의 유전체 광도파로인 것을 특징으로 하는 광 결합 모듈.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 광도파로는 코어-클래딩 구조의 다중 모드 광섬유인 것을 특징으로 하는 광 결합 모듈.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 광도파로는 금속선 코어 및 상기 금속선 코어를 감싸는 유전체 클래딩을 포함하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 금속선 코어의 두께는 5 내지 200 nm이고, 상기 금속선 코어의 폭은 2 내지 100 um인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 광도파로는 코어층-클래딩층 구조의 유전체 적층 구조 및 상기 클래딩층 상에 형성된 전기배선을 포함하고, 상기 전기 배선은 상기 유전체 적층 구조에 스트레스를 인가하는 것을 특징으로 하는 광 결합 모듈.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 광도파로는 구부러질 수 있는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 광도파로의 일측은 상기 제1 실장 기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 광도파로의 타측에 접촉하는 수광소자; 및
    상기 수광 소자가 배치되는 제2 실장 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 결합 모듈.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 광도파의 타측은 상기 제2 실장 기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 결합 모듈.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 수광소자는:
    상기 제2 실장 기판 상에 배치된 제2 기판;
    제2 기판 상에 형성된 수광부; 및
    상기 제2 기판의 하부면에 형성된 제2 반사부를 포함하고,
    상기 수광부는 상기 제2 기판의 측면을 통하여 입사되는 광을 상기 제2 반사부로부터 수광하고, 상기 광을 상기 제2 반사부 및 상기 제2기판의 측면에 제공하는 것을 특징으로 하는 광 결합 모듈.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 실장 기판과 상기 제2 실장 기판은 동일한 실장 기판인 것을 특징으로 하는 광 결합 모듈.
  23. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 실장 기판 상에 배치되어 상기 발광 소자를 구동하는 발광 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 결합 모듈.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5742344B2 (ja) 2011-03-20 2015-07-01 富士通株式会社 受光素子、光受信器及び光受信モジュール
US9405064B2 (en) * 2012-04-04 2016-08-02 Texas Instruments Incorporated Microstrip line of different widths, ground planes of different distances
US8995798B1 (en) * 2014-05-27 2015-03-31 Qualitrol, Llc Reflective element for fiber optic sensor
WO2022003896A1 (ja) * 2020-07-02 2022-01-06 株式会社京都セミコンダクター 端面入射型半導体受光素子及び端面入射型半導体受光素子の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100299121B1 (ko) 1998-04-02 2001-09-06 윤종용 광스위치및광스위칭방법
JP2006013048A (ja) 2004-06-24 2006-01-12 Mitsubishi Electric Corp 発光用光半導体素子及び受光用光半導体素子
JP2007299985A (ja) 2006-05-01 2007-11-15 Sumitomo Electric Ind Ltd レーザダイオード
JP2008090218A (ja) 2006-10-05 2008-04-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光素子モジュール

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001174671A (ja) * 1999-12-16 2001-06-29 Japan Aviation Electronics Industry Ltd 光素子モジュール
US6512861B2 (en) * 2001-06-26 2003-01-28 Intel Corporation Packaging and assembly method for optical coupling
EP1286194A3 (en) * 2001-08-21 2004-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Optical waveguide apparatus
US6895134B2 (en) * 2001-11-10 2005-05-17 Triquint Technology Holding Co. Integrated optoelectronics devices
US6963061B2 (en) * 2002-08-15 2005-11-08 Motorola, Inc. Orthogonal coupled transceiver
DE10241203A1 (de) * 2002-09-05 2004-03-25 Siemens Ag Leiterplatte mit elektrischen Leiterbahnen und Mitteln zur elektro-optischen und/oder optisch-elektrischen Wandlung
US7263248B2 (en) * 2003-02-11 2007-08-28 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical via to pass signals through a printed circuit board
US7136554B1 (en) * 2003-07-03 2006-11-14 Lockheed Martin Corporation Post-packaging optical coupling
CN100432728C (zh) 2004-12-22 2008-11-12 松下电工株式会社 光电复合型连接器
KR101170569B1 (ko) 2006-05-26 2012-08-01 삼성전자주식회사 수직공동 표면방출 레이저장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100299121B1 (ko) 1998-04-02 2001-09-06 윤종용 광스위치및광스위칭방법
JP2006013048A (ja) 2004-06-24 2006-01-12 Mitsubishi Electric Corp 発光用光半導体素子及び受光用光半導体素子
JP2007299985A (ja) 2006-05-01 2007-11-15 Sumitomo Electric Ind Ltd レーザダイオード
JP2008090218A (ja) 2006-10-05 2008-04-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光素子モジュール

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