(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバと容易に光結合可能な光半導体モジュールを提供する。【解決手段】光半導体モジュール４は、一面１２から選択的に薄化された薄化部分１５を含むシリコン基板１０と、前記シリコン基板１０の前記一面１２と反対の面１１の前記薄化部分に形成された複数の光素子３０と、導光部材２５０と、を備えている。前記導光部材２５０は、複数のレンズ部２５１と、前記複数のレンズ部２５１と前記複数の光素子３０との間に連続して設けられた導光部２５５と、光コネクタに対する位置決め部２５２と、を含む。前記シリコン基板１０の前記薄化部分１５が、前記導光部材２５０の前記導光部２５５と、前記光素子３０との間に設けられている。【選択図】図１６
2019164210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面から選択的に薄化された薄化部分を含むシリコン基板と、
前記シリコン基板の前記一面と反対の面の前記薄化部分に形成された複数の光素子と、
複数のレンズ部と、前記複数のレンズ部と前記複数の光素子との間に連続して設けられた導光部と、光コネクタに対する位置決め部と、を含む導光部材と、
を備え、
前記シリコン基板の前記薄化部分が、前記導光部材の前記導光部と、前記光素子との間に設けられた光半導体モジュール。
【請求項２】
前記複数のレンズ部が、前記シリコン基板の前記薄化部分に設けられたビアの外部に連続している請求項１記載の光半導体モジュール。
【請求項３】
前記導光部材の前記導光部と、前記シリコン基板の前記薄化部分との間に設けられ、前記導光部および前記薄化部分に接する膜をさらに備え、
前記光素子が出射または受光する光の前記薄化部分と前記膜との界面での反射率は、前記光の前記導光部と前記薄化部分との界面での反射率よりも低い請求項１または２に記載の光半導体モジュール。
【請求項４】
前記導光部材の前記導光部と、前記シリコン基板の前記薄化部分との界面に、前記光素子が出射または受光する光の波長以下のピッチで凹凸が設けられた請求項１または２に記載の光半導体モジュール。
【請求項５】
光素子と、
導光部と、前記導光部と前記光素子との間に設けられたレンズ部と、光コネクタに対する位置決め部と、を含む導光部材であって、前記光素子から前記レンズ部に向かう方向が第１方向に沿う、導光部材と、
第１部分と、第２部分と、薄化部分と、を含むシリコン基板であって、前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向が前記第１方向と交差した、シリコン基板と、
を備え、
前記シリコン基板の前記薄化部分は、前記レンズ部と前記光素子との間に設けられ、
前記レンズ部は、前記シリコン基板の前記第１部分と前記第２部分との間に設けられ、かつ、前記導光部と、前記シリコン基板の前記薄化部分との間に設けられ、
前記レンズ部と、前記シリコン基板の前記薄化部分との間に、空隙が設けられた光半導体モジュール。
【請求項６】
前記空隙と、前記シリコン基板の前記薄化部分との間に設けられ、前記空隙および前記薄化部分に接する膜をさらに備え、
前記光素子が出射または受光する光の前記薄化部分と前記膜との界面での反射率は、前記光の前記空隙と前記薄化部分との界面での反射率よりも低い請求項５記載の光半導体モジュール。
【請求項７】
前記シリコン基板の前記薄化部分における前記空隙との界面に、前記光素子が出射または受光する光の波長以下のピッチで凹凸が設けられた請求項５記載の光半導体モジュール。
【請求項８】
前記シリコン基板の前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた１つのビア内に、複数の前記レンズ部が設けられた請求項５〜７のいずれか１つに記載の光半導体モジュール。
【請求項９】
半導体素子をさらに備え、
前記半導体素子から前記シリコン基板に向かう方向は前記第２方向に沿う請求項１〜８のいずれか１つに記載の光半導体モジュール。
【請求項１０】
前記光素子と前記半導体素子とを接続する導電部材を含む配線層をさらに備えた請求項９記載の光半導体モジュール。
【請求項１１】
前記導電部材と接続された外部端子をさらに備えた請求項１０記載の光半導体モジュール。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の光半導体モジュールと、
前記導光部材の前記位置決め部と、光ファイバと、に結合した光コネクタと、
を備えた光半導体モジュール。
【請求項１３】
前記光ファイバは、前記レンズ部の光軸上に位置する請求項１２記載の光半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン基板に形成されたブラインドビアを通じて光ファイバと光素子とを光結合させる技術についての検討が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１０２２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、光ファイバと容易に光結合可能な光半導体モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、光半導体モジュールは、一面から選択的に薄化された薄化部分を含むシリコン基板と、前記シリコン基板の前記一面と反対の面の前記薄化部分に形成された複数の光素子と、導光部材と、を備えている。前記導光部材は、複数のレンズ部と、前記複数のレンズ部と前記複数の光素子との間に連続して設けられた導光部と、光コネクタに対する位置決め部と、を含む。前記シリコン基板の前記薄化部分が、前記導光部材の前記導光部と、前記光素子との間に設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】（ａ）は、第１実施形態に係る光半導体モジュールの模式断面図であり、（ｂ）は、第１実施形態に係る光半導体モジュールにおけるシリコン基板と半導体素子の配置例を示す模式平面図である。
【図２】図１（ａ）における一部分の拡大図である。
【図３】第１実施形態に係る光半導体モジュールと光ファイバとの結合構造を示す模式断面図である。
【図４】第１実施形態に係る光半導体モジュールと光ファイバとの結合方法を示す模式断面図である。
【図５】第１実施形態に係る光半導体モジュールの他の例を示す模式断面図である。
【図６】第１実施形態に係る光半導体モジュールのさらに他の例を示す模式断面図である。
【図７】第１実施形態に係る光半導体モジュールと光ファイバとの結合構造の他の例を示す模式断面図である。
【図８】第１実施形態に係る光半導体モジュールと光ファイバとの結合構造のさらに他の例を示す模式断面図である。
【図９】第２実施形態に係る光半導体モジュールの模式断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態に係る光半導体モジュールの製造方法を示す模式断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係る光半導体モジュールの製造方法を示す模式断面図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態に係る光半導体モジュールの製造方法を示す模式断面図である。
【図１３】第２実施形態に係る光半導体モジュールの製造方法を示す模式断面図である。
【図１４】第２実施形態に係る光半導体モジュールのボードへの実装方法を示す模式断面図である。
【図１５】第２実施形態に係る光半導体モジュールと光ファイバとの結合方法を示す模式断面図である。
【図１６】（ａ）は第３実施形態に係る光半導体モジュールの模式断面図であり、（ｂ）は第３実施形態に係る光半導体モジュールにおけるシリコン基板の模式平面図である。
【図１７】図１６（ａ）に示す光半導体モジュールの他の例の模式断面図である。
【図１８】（ａ）は図１６（ａ）に示す光半導体モジュールのさらに他の例の模式断面図であり、（ｂ）は図１８（ａ）における一部分の拡大断面図である。
【図１９】（ａ）は第３実施形態に係る光半導体モジュールの模式断面図であり、（ｂ）は図１９（ａ）に示す光半導体モジュールにおけるシリコン基板の模式平面図である。
【図２０】（ａ）及び（ｂ）は、図１９に示す光半導体モジュールの他の例の模式断面図である。
【図２１】第３実施形態に係る光半導体モジュールの模式断面図である。
【図２２】（ａ）は、第３実施形態に係る光半導体モジュールの模式断面図であり、（ｂ）は、第３実施形態に係る光半導体モジュールにおけるシリコン基板と半導体素子の配置例を示す模式平面図である。
【図２３】図２２（ａ）における一部分の拡大図である。
【図２４】第３実施形態に係る光半導体モジュールと光ファイバとの結合方法を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１（ａ）は、第１実施形態に係る光半導体モジュール１の模式断面図である。  
図１（ｂ）は、第１実施形態に係る光半導体モジュール１におけるシリコン基板１０と半導体素子４０の配置例を示す模式平面図である。  
図２は、図１（ａ）における一部分の拡大図である。
【０００９】
図１（ａ）に示すように、第１実施形態に係る光半導体モジュール１は、配線層６０と、シリコン基板１０と、光素子３０と、導光部２１と、複数の半導体素子４０と、樹脂部５０と、複数の外部端子７０とを含む。
【００１０】
配線層６０からシリコン基板１０に向かう方向、および配線層６０から半導体素子４０に向かう方向は、第１方向に沿う。
【００１１】
第１方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１２】
シリコン基板１０は、複数の半導体素子４０の間に設けられている。シリコン基板１０から半導体素子４０に向かう第２方向は、第１方向と交差する。この例では、第２方向は、第１方向に直交し、Ｘ軸方向に沿う。第３方向は、第２方向と交差する。この例では、第３方向は、第１方向および第２方向に直交し、Ｙ軸方向に沿う。
【００１３】
配線層６０は、例えばＸ−Ｙ平面に沿う。複数の外部端子７０は、Ｘ−Ｙ平面内で、第２方向（Ｘ軸方向）および第３方向（Ｙ軸方向）に並んでいる。外部端子７０は、例えば、はんだボールである。外部端子７０は、金属パッドまたは金属バンプであってもよい。
【００１４】
配線層６０は、外部端子７０とシリコン基板１０との間、および外部端子７０と半導体素子４０との間に設けられている。
【００１５】
シリコン基板１０は、第１面１１および第２面１２を含む。第１面１１と配線層６０との間に、光素子３０が設けられている。さらに、第１面１１と配線層６０との間に、絶縁層３３が設けられている。絶縁層３３は、例えば樹脂層である。第２面１２は、第１面１１とは反対の面である。
【００１６】
図２に示すように、光素子３０は、シリコン基板１０の第１面１１に設けられている。シリコン基板１０内に導光部２１が設けられている。導光部２１は、シリコン基板１０内を第１方向（Ｚ軸方向）に延びるビア１３内に設けられ、第１方向に延びている。
【００１７】
図２に示すように、導光部２１は光ファイバであっても良い。ビア１３の内壁と、導光部２１との間には樹脂１４が設けられている。１つのシリコン基板１０に設けられた導光部２１の数は、２つに限らず、１つ、または３つ以上であってもよい。
【００１８】
ビア１３は、シリコン基板１０を貫通していないブラインドビアであり、ビア１３と第１面１１との間にシリコン基板１０の一部分１５が設けられている。シリコン基板１０の一部分１５は、ビア１３の形成によって第２面１２から選択的に薄化された薄化部分である。ビア１３内に設けられた導光部２１と、第１面１１に設けられた光素子３０との間に、シリコン基板１０の一部分１５が設けられている。導光部２１と光素子３０との間に特に空隙は設けられていない。導光部２１のＺ軸方向に沿った長さは、例えば、シリコン基板１０のＺ軸方向に沿った厚さよりも小さい。
【００１９】
光素子３０は、導光部２１及びシリコン基板１０を透過可能な光を発光する発光素子、または、導光部２１及びシリコン基板１０を透過可能な光を受光する受光素子である。
【００２０】
導光部２１は、Ｚ軸方向に沿って、光素子３０の発光部または受光部に対向する。例えば、導光部２１の光軸上に光素子３０の発光部または受光部が位置する。
【００２１】
シリコン基板１０の一部分１５の表面（ビア１３の底面）にＡＲ（antireflection）膜を設けてもよい。例えば、単結晶のシリコン基板１０の屈折率が約３．５、導光部２１の材料（樹脂またはガラス）の屈折率が約１．５の場合、屈折率ｎ＝２．３のシリコン窒化膜をλ／４ｎ（λは上記界面に入射する光の波長）の膜厚で、シリコン基板１０の一部分１５の表面に設けることができる。
【００２２】
光素子３０は、シリコン基板１０の平坦性が保たれている状態で形成することが望ましく、ビア１３より先に形成されることが望ましい。ただし、光素子３０はビア１３より後に形成されても構わない。
【００２３】
光素子３０は、例えばIII-Ｖ族化合物の半導体層を含む。光素子３０における少なくとも半導体層は、これをエピタキシャル成長させた基板ととともにウェーハ状態またはチップ状態で、ウェーハ状態のシリコン基板１０の第１面１１に貼り合わせられる。
【００２４】
光素子３０の半導体層は、シリコン基板１０の第１面１１に対して直接接合される。または、光素子３０の半導体層は、シリコン基板１０の第１面１１に対して、酸化膜または接着層を介して貼り合わせられる。または、シリコン基板１０の第１面１１に、例えばバッファ層を介して、光素子３０の半導体層をエピタキシャル成長させてもよい。
【００２５】
シリコン基板１０の第１面１１上で半導体層の加工や電極形成などを行い、シリコン基板１０の第１面１１に光素子３０が形成される。
【００２６】
さらに、シリコン基板１０の第１面１１に絶縁層３３を形成し、光素子３０を絶縁層３３で覆うこともできる。さらに、絶縁層３３に、光素子３０の電極３１と接続する金属配線３２を形成することもできる。
【００２７】
例えば発光素子である光素子３０から出射した光は、光素子３０と導光部２１との間のシリコン基板１０の一部分１５を透過し、導光部２１に入射する。また、導光部２１内を光素子３０に向けて導光された光は、シリコン基板１０の一部分１５を透過し、例えば受光素子である光素子３０に入射する。
【００２８】
ビア１３はシリコン基板１０を貫通していないため、シリコン基板１０の第１面１１に光素子３０を形成することが可能となる。シリコン基板１０は、導光部２１を固定するとともに、光素子３０を導光部２１の光軸上に固定する機能をもつ。
【００２９】
シリコン基板１０のＺ軸方向に沿った厚さは、例えば２００〜４００μｍである。後述する外部の光ファイバから導光部２１に入射した光、または、光素子３０から導光部２１に入射した光は、シリコン基板１０内で拡散せずに、導光部２１内をＺ軸方向に導光される。
【００３０】
導光部２１と光素子３０との間のＺ軸方向に沿った距離は、例えば数十μｍとし、導光部２１と光素子３０との間の光結合を確保できるようにする。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、配線層６０は、絶縁層６１と導電部材６２とを含む。導電部材６２は、例えば金属配線を含む。導電部材６２は、例えば、外部端子７０と接続されている。さらに、導電部材６２は、例えば、図２に示す金属配線３２と接続されている。したがって、光素子３０は、配線層６０の導電部材６２を通じて、外部端子７０と電気的に接続されていてもよい。
【００３２】
さらに、配線層６０の導電部材６２は、半導体素子４０と外部端子７０とを電気的に接続している。光素子３０は、配線層６０の導電部材６２を通じて、半導体素子４０と電気的に接続されていてもよい。半導体素子４０は、例えば、光素子３０のドライバまたはレシーバを含む。
【００３３】
半導体素子４０とシリコン基板１０との間に、樹脂部５０が設けられている。樹脂部５０は、半導体素子４０を覆っている。さらに、樹脂部５０は、シリコン基板１０の側面を覆っている。この側面は、Ｘ−Ｙ平面と交差する。
【００３４】
樹脂部５０は、シリコン基板１０の第２面１２を覆っていない。樹脂部５０の一部は、第１方向（Ｚ軸方向）においてシリコン基板１０と重なっていない。
【００３５】
樹脂部５０は、第１樹脂面５２と第２樹脂面５１とを含む。第１樹脂面５２は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿って、配線層６０に対向する。第２樹脂面５１は、第１樹脂面５２とは反対の面である。
【００３６】
図１（ａ）に示す例では、配線層６０と第２樹脂面５１との間のＺ軸方向に沿った距離は、配線層６０とシリコン基板１０の第２面１２との間のＺ軸方向に沿った距離よりも長い。
【００３７】
図３は、第１実施形態に係る光半導体モジュール１と、外部の光ファイバ１１３との結合構造を示す模式断面図である。
【００３８】
光半導体モジュール１は、ボード１００に実装されている。ボード１００は、例えば、ＰＷＢ（printed wiring board）である。光半導体モジュール１の外部端子７０が、ボード１００の図示しない導電部材に接合される。外部端子７０とボード１００との接合部には、樹脂１８１が設けられる。
【００３９】
光半導体モジュール１には、光コネクタ１１５が結合している。光コネクタ１１５は、光ファイバケーブル１１０の端部に連結されている。光ファイバケーブル１１０は、複数本の光ファイバ１１３と、複数本の光ファイバ１１３を被覆する被覆部１１１と、被覆部１１１の端部と光コネクタ１１５との間に設けられた光ファイバブーツ１１２とを含む。光ファイバ１１３の一端部は、被覆部１１１で覆われずに、光コネクタ１１５の内部を第１方向（Ｚ軸方向）に延びている。
【００４０】
光コネクタ１１５は、光ファイバ１１３が通された領域に設けられた第１部分１１６と、第１部分１１６の周囲に設けられた第２部分１１８とを含む。光ファイバ１１３は、光半導体モジュール１のシリコン基板１０と、被覆部１１１との間で、第１部分１１６を貫通している。
【００４１】
第１部分１１６は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿って、シリコン基板１０の第２面１２に対面する第１結合面１１７を含む。第２部分１１８は、第１方向に沿って、樹脂部５０の第２樹脂面５１に対面する第２結合面１１９を含む。
【００４２】
光コネクタ１１５内の光ファイバ１１３と、シリコン基板１０内の導光部２１とが、互いの光軸を一致させて光結合している。シリコン基板１０内の導光部２１は、外部の光ファイバ１１３と、光半導体モジュール１の光素子３０との間を光接続する例えば中継光ファイバである。
【００４３】
図４は、第１実施形態に係る光半導体モジュール１と、光ファイバ１１３との結合方法を示す模式断面図である。
【００４４】
図４に示すように、光ファイバ１１３が連結された光コネクタ１１５を結合する前に、光半導体モジュール１はボード１００に実装される。例えば、はんだボールである外部端子７０がボード１００の導電部材にリフロー接続される。光コネクタ１１５及び光ファイバ１１３を結合しない状態でのリフロー接続は、リフロー工程を容易にする。
【００４５】
そして、光半導体モジュール１をボード１００に実装した後、光コネクタ１１５を光半導体モジュール１に結合する。例えば、図３に示すように、光コネクタ１１５の第１結合面１１７がシリコン基板１０の第２面１２に結合し、光コネクタ１１５の第２結合面１１９が樹脂部５０の第２樹脂面５１に結合する。
【００４６】
例えば、光コネクタ１１５の第１部分１１６と、樹脂部５０のＺ軸方向においてシリコン基板１０と重なっていない部分との接触によって、光コネクタ１１５のＸ方向およびＹ方向の移動が規制され、光ファイバ１１３がシリコン基板１０内の導光部２１に位置決めされる。このとき、光コネクタ１１５は、光半導体モジュール１に樹脂で固定されることでも良い。
【００４７】
第１実施形態によれば、ボード実装業者が、光半導体モジュール１をボード１００に実装した後、特別な技術や工程を無しで、容易に、光ファイバ１１３を光半導体モジュール１に取り付けることができる。シリコン基板１０のビア１３内に直接光ファイバ１１３を挿入しなくてよい。光コネクタ１１５を使った簡単な結合方式で、外部の光ファイバ１１３を光素子３０に光接続できる。これは、光ファイバ取り付け作業品質のばらつきを抑え、低コストで高信頼性の組み立て品を提供することを可能にする。
【００４８】
図５は、第１実施形態に係る光半導体モジュールの他の例を示す模式断面図である。
【００４９】
シリコン基板１０内に導光部２２が設けられている。導光部２２は、シリコン基板１０内を第１方向（Ｚ軸方向）に延びるビア１３内に設けられ、第１方向に延びている。
【００５０】
図５に示す導光部２２は、集光レンズ２３と、光透過部材２４とを含む。集光レンズ２３は、例えば、樹脂またはガラスの球レンズである。光透過部材２４は、例えば、Ｚ軸方向に延びる柱状に形成された樹脂またはガラスの部材である。
【００５１】
ビア１３内に設けられた導光部２２と、シリコン基板１０の第１面１１に設けられた光素子３０との間に、シリコン基板１０の一部分１５が設けられている。集光レンズ２３と、シリコン基板１０の一部分１５との間に光透過部材２４が設けられている。光透過部材２４と光素子３０との間に、シリコン基板１０の一部分１５が設けられている。
【００５２】
導光部２２と光素子３０との間に特に空隙は設けられていない。例えば、導光部２２のＺ軸方向に沿った長さは、シリコン基板１０のＺ軸方向に沿った厚さよりも小さい。
【００５３】
導光部２２は、Ｚ軸方向に沿って、光素子３０の発光部または受光部に対向する。例えば、導光部２２の光軸上に光素子３０の発光部または受光部が位置する。
【００５４】
シリコン基板１０の一部分１５の表面にＡＲ膜を設けてもよい。
【００５５】
球レンズ２３の曲率やＺ軸方向の位置で、焦点距離を制御することができる。
【００５６】
図６は、第１実施形態に係る光半導体モジュールのさらに他の例を示す模式断面図である。
【００５７】
図６に示すシリコン基板１０は、光素子３０が設けられた第１面１１とは反対の第２面１２に設けられた回折レンズ２５を含む。シリコン基板１０にビアは形成されていない。
【００５８】
回折レンズ２５は、第２面１２に形成された複数の凹凸を含む。複数の凹凸が、例えば、光軸を中心とする同心円状に周期的に形成されている。
【００５９】
図７は、第１実施形態に係る光半導体モジュール１と、光ファイバ１１３との結合構造の他の例を示す模式断面図である。
【００６０】
シリコン基板１０内に、第１方向（Ｚ軸方向）に延びる導光部２６が設けられている。導光部２６は、例えば柱状の樹脂またはガラスである。
【００６１】
シリコン基板１０の第２面１２に、導光部２６と光軸を一致させて集光レンズ８１が設けられている。集光レンズ８１は、例えば、樹脂またはガラスの凸レンズであり、導光部２６との間に空隙を介して対向している。
【００６２】
光コネクタ１１５内の光ファイバ１１３は光コネクタ１１５を貫通せず、光ファイバ１１３の一端と集光レンズ８１との間に、光コネクタ１１５の一部が設けられている。光コネクタ１１５の材料は、樹脂またはガラスであり、光ファイバ１１３から出射された光は光コネクタ１１５の一部を透過して集光レンズ８１に入射し、その集光レンズ８１は光素子３０に焦点を形成する。または、光素子３０の出射光は、シリコン基板１０内の導光部２６を導光され、集光レンズ８１に入射し、その集光レンズ８１は光ファイバ１１３に焦点を形成する。
【００６３】
図８は、図７に示す集光レンズ８１と、図２に示す導光部２１とを組み合わせた例を示す。この導光部２１は、例えば前述した中継光ファイバである。
【００６４】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る光半導体モジュール２の模式断面図である。
【００６５】
光半導体モジュール２は、図１（ａ）に示す光半導体モジュール１と同様の構成を有する。光半導体モジュール２には光コネクタヘッド１２０が結合している。光コネクタヘッド１２０には光コネクタ１３０が結合している。
【００６６】
光コネクタ１３０は、光ファイバケーブル１１０の端部に連結されている。光ファイバケーブル１１０は、複数本の光ファイバ１１３と、複数本の光ファイバ１１３を被覆する被覆部１１１と、被覆部１１１と光コネクタ１３０との結合部に設けられた光ファイバブーツ１１２とを含む。光ファイバ１１３の一端部は、被覆部１１１で覆われずに、光コネクタ１３０の内部を第１方向（Ｚ軸方向）に延びている。
【００６７】
光コネクタヘッド１２０は、導光部１２５が通された領域に設けられた第１部分１２１と、第１部分１２１の周囲に設けられた第２部分１２２とを含み、樹脂１８２により光半導体モジュール２に固定される。
【００６８】
第１部分１２１は、Ｚ軸方向に沿って、シリコン基板１０の第２面１２に対面する第１結合面１２３を含む。第２部分１２２は、Ｚ軸方向に沿って、樹脂部５０の第２樹脂面５１に対面する第２結合面１２４を含む。第１結合面１２３は、第２面１２に接して導光部１２５のシリコン基板１０内に挿入される長さを規定する。第２結合面１２４は、第２樹脂面５１に接するか、わずかに浮いて接触していなくとも良い。
【００６９】
導光部１２５が光コネクタヘッド１２０内をＺ軸方向に延びている。その導光部１２５の一部１２５ａは、シリコン基板１０内に設けられ、シリコン基板１０内をＺ軸方向に延びている。シリコン基板１０内の導光部１２５ａと、シリコン基板１０の第１面１１に設けられた光素子３０との間に、シリコン基板１０の一部分が設けられている。導光部１２５ａと光素子３０との間に特に空隙は設けられていない。
【００７０】
光コネクタ１３０内の光ファイバ１１３と、導光部１２５とが、互いの光軸を一致させて光結合している。導光部１２５は、外部の光ファイバ１１３と、光半導体モジュール２の光素子３０との間を光接続する例えば中継光ファイバである。
【００７１】
光コネクタヘッド１２０の第２部分１２２の内部を、ガイド部材１３１がＺ軸方向に延びている。ガイド部材１３１の一部は、光コネクタ１３０に形成されたガイド孔１３２に挿入されている。
【００７２】
図１０（ａ）〜図１２（ｂ）は、光コネクタヘッド１２０の製造方法を示す模式断面図である。
【００７３】
図１０（ａ）に示すように、モールドテープ２００に固定された光コネクタヘッド基板３００に複数の第１孔３０１と複数の第２孔３０２を形成する。第１孔３０１および第２孔３０２は、光コネクタヘッド基板３００の厚さ方向に延び、光コネクタヘッド基板３００を貫通する。光コネクタヘッド基板３００、および複数の第１孔３０１と複数の第２孔３０２は、金型を用いた樹脂モールドにより形成することでも良い。
【００７４】
第１孔３０１および第２孔３０２を形成した後、図１０（ｂ）に示すように、第２孔３０２の入口をマスク４０１で覆う。マスク４０１は、例えばメタルマスクである。その光コネクタヘッド基板３００に対して、保持部材４００に保持された複数の光ファイバ１２５’の束を近づける。
【００７５】
複数の光ファイバ１２５’を光コネクタヘッド基板３００に向かって落下もしくは移動させ、第１孔３０１に光ファイバ１２５’を挿入する。マスク４０１で覆われた第２孔３０２には光ファイバ１２５’は挿入されない。
【００７６】
図１１（ａ）に示すように、それぞれの第１孔３０１に１本ずつ光ファイバ１２５’が挿入される。第１孔３０１に挿入された光ファイバ１２５’の一部は第１孔３０１から突出する。
【００７７】
複数の光ファイバ１２５’における第１孔３０１から突出する部分は、図１１（ｂ）に示すように、犠牲層４０２で覆われる。例えば、型内に供給された液状の樹脂材料が熱硬化され、犠牲層４０２が形成される。
【００７８】
複数の光ファイバ１２５’の第１孔３０１から突出する部分を犠牲層４０２とともに研磨し、図１１（ｃ）に示すように、光ファイバ１２５’の長さが調整される。
【００７９】
その後、図１２（ａ）に示すように犠牲層４０２を除去する。犠牲層４０２を除去した後、図１２（ｂ）に示すように、光コネクタヘッド基板３００を複数の光コネクタヘッド１２０に分離する。光ファイバ１２５’は、前述した導光部１２５となる。犠牲層４０２は、光コネクタヘッド基板３００を複数の光コネクタヘッド１２０に分離してから除去することでも良い。
【００８０】
さらに、光コネクタヘッド１２０の第２孔３０２に、図１３に示すガイド部材１３１が圧入される。
【００８１】
図１３は、第２実施形態に係る光半導体モジュールの製造方法を示す模式断面図である。  
図１４は、第２実施形態に係る光半導体モジュールのボードへの実装方法を示す模式断面図である。
【００８２】
前述のようにして光ファイバを導光部１２５として備えた光コネクタヘッド１２０を、光半導体モジュール２に結合させる。例えば、光コネクタヘッド１２０の第１結合面１２３がシリコン基板１０の第２面１２に接触し、導光部１２５の挿入深さを規定する。光コネクタヘッド１２０の第２結合面１２４は、樹脂部５０の第２樹脂面５１に接触するか、わずかに浮いて接触していなくともよい。光コネクタヘッド１２０と光半導体モジュール２は、樹脂１８２により固定されている。
【００８３】
導光部１２５における光コネクタヘッド１２０から突出した部分１２５ａが、シリコン基板１０に形成されたビア１３に挿入される。ビア１３は、シリコン基板１０を貫通していないブラインドビアであり、ビア１３とシリコン基板１０の第１面１１との間にシリコン基板１０の一部分が設けられている。
【００８４】
図１４に示すように、光コネクタヘッド１２０と樹脂部５０との結合部に接着剤１８２が設けられる。また、ビア１３の内壁と導光部１２５ａとの間にも接着剤が設けられる。
【００８５】
ビア１３内の導光部１２５ａは、Ｚ軸方向に沿って、光素子３０の発光部または受光部に対向する。例えば、導光部１２５ａの光軸上に光素子の発光部または受光部が位置する。
【００８６】
光ファイバ１１３が連結された光コネクタ１３０を結合する前に、光コネクタヘッド１２０と結合された光半導体モジュール２はボード１００に実装される。例えば、はんだボールである外部端子７０がボード１００の導電部材にリフロー接続される。外部の光ファイバ１１３を結合しない状態でのリフロー接続は、リフロー工程を容易にする。
【００８７】
図１５は、第２実施形態に係る光半導体モジュール２と、光ファイバ１１３との結合方法を示す模式断面図である。
【００８８】
光コネクタ１３０が光コネクタヘッド１２０に結合され、光コネクタ１３０に保持された光ファイバ１１３が、光コネクタヘッド１２０内の導光部１２５に光結合する。光コネクタヘッド１２０のガイド部材１３１が光コネクタ１３０のガイド孔１３２に挿入され、光コネクタ１３０のＸ方向およびＹ方向の移動が規制され、光ファイバ１１３が導光部１２５に位置決めされる。
【００８９】
第２実施形態によれば、ボード実装業者が、光半導体モジュール２をボード１００に実装した後、特別な技術や工程を無しで、容易に、光ファイバ１１３を光半導体モジュール２に取り付けることができる。ボード実装業者は、シリコン基板１０のビア内に直接光ファイバ１１３を挿入しなくてよい。光コネクタ１３０を光コネクタヘッド１２０に結合させるという簡単な結合方式で、外部の光ファイバ１１３を光素子３０に光接続できる。これは、光ファイバ取り付け作業品質のばらつきを抑え、低コストで高信頼性の組み立て品を提供することを可能にする。
【００９０】
（第３実施形態）
図１６（ａ）は、第３実施形態に係る光半導体モジュール４の模式断面図である。  
図１６（ｂ）は、第３実施形態に係る光半導体モジュール４におけるシリコン基板１０の模式平面図である。
【００９１】
この光半導体モジュール４は、シリコン基板１０と、光素子３０と、導光部材２５０とを含む。
【００９２】
図１６（ａ）に示すように、シリコン基板１０は、第１面１１および第２面１２を含む。第１面１１に、光素子３０および絶縁層３３が設けられている。絶縁層３３は、例えば樹脂層または酸化シリコン層である。第２面１２は、第１面１１とは反対の面である。
【００９３】
図１６（ｂ）に示すように、シリコン基板１０にビア１３が設けられている。ビア１３の開口形状は、四角形に限らず、三角形、円形、楕円形、六角形など、後述の導光部材２５０との組み合わせが可能な形状であればいずれでも構わない。ここでは、後述する導光部材２５０の導光部２５３が四角柱であるとするが、後述する透明接着剤２５４を設ける際に余分な透明接着剤２５４が押し出されるよう、例えば図１６（ｂ）に示すようにビア１３に逃げ部１３ａを設けても良い。
【００９４】
ビア１３はシリコン基板１０を貫通していないブラインドビアであり、図１６（ａ）に示すように、ビア１３と第１面１１との間にシリコン基板１０の薄化部分１５が設けられている。薄化部分１５は、ビア１３の形成によって第２面１２から選択的に薄化された部分である。薄化部分１５は、シリコン基板１０における、ビア１３の周囲の部分、またはビア１３をＸ軸方向に挟む部分、またはビア１３をＹ軸方向に挟む部分よりも薄い。
【００９５】
光素子３０は、シリコン基板１０の平坦性が保たれている状態で第１面１１に形成することが望ましく、ビア１３より先に形成されることが望ましい。ただし、光素子３０はビア１３より後に形成されても構わない。
【００９６】
ビア１３はシリコン基板１０を貫通していないため、シリコン基板１０の第１面１１に光素子３０を形成することが可能となる。
【００９７】
光素子３０を形成した後、シリコン基板１０の第１面１１に絶縁層３３を形成し、光素子３０を絶縁層３３で覆うこともできる。さらに、絶縁層３３に、光素子３０の電極と接続する金属配線を形成することもできる。
【００９８】
導光部材２５０は、レンズ部２５１と、導光部２５３と、位置決め部２５２と、ストッパ部２５６とを含む。導光部材２５０の材料は、光素子３０が出射または受光する光に対する透過性を有する。導光部材２５０は、例えば、レンズ部２５１、導光部２５３、および位置決め部２５２が一体に設けられた樹脂部材である。導光部材２５０は、例えば、樹脂材料のモールド成形により得られるモールドレンズアダプタである。
【００９９】
導光部２５３は、シリコン基板１０のビア１３内に設けられている。導光部２５３とビア１３の側面との間、および導光部２５３とビア１３の底面との間には透明接着剤２５４が設けられている。透明接着剤２５４は、導光部２５３およびシリコン基板１０の薄化部分１５に接している。透明接着剤２５４の材料は、光素子３０が出射または受光する光に対する透過性を有し、例えば樹脂材料である。
【０１００】
以下、導光部２５３と透明接着剤２５４とをまとめて導光部材２５０の導光部２５５と表す場合もある。レンズ部２５１と光素子３０との間に、導光部２５３と透明接着剤２５４とから構成される導光部２５５が設けられている。
【０１０１】
導光部２５５はシリコン基板１０のビア１３内に設けられている。
【０１０２】
光素子３０からレンズ部２５１に向かう方向は第１方向に沿う。第１方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向およびＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【０１０３】
レンズ部２５１は、シリコン基板１０のビア１３の外部に設けられている。複数の光素子３０に対応する複数のレンズ部２５１が、ビア１３の外部で導光部２５３に連続して設けられている。レンズ部２５１は、例えば凸レンズであり、先端がストッパ部２５６より導光部２５３側に引っ込んでいる。
【０１０４】
レンズ部２５１と光素子３０との間に導光部２５５が設けられている。導光部２５５と光素子３０との間に、シリコン基板１０の薄化部分１５が設けられている。
【０１０５】
導光部材２５０は、例えば前述した図１５に示す光コネクタ１３０と結合可能となっている。例えばピン形状の位置決め部２５２が、光コネクタ１３０に形成された孔１３２に挿入される。
【０１０６】
光コネクタ１３０が導光部材２５０に結合した状態で、光コネクタ１３０に連結した光ファイバ１１３は、レンズ部２５１の中心を通る光軸上に位置する。レンズ部２５１の光軸上に、光素子３０の発光部または受光部が位置する。
【０１０７】
導光部材２５０の位置決め部２５２と、光コネクタ１３０の孔１３２との結合によって、光コネクタ１３０のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動が規制され、レンズ部２５１に対して光ファイバ１１３が位置決めされる。または、位置決め部２５２が孔で、この孔である位置決め部２５２に挿入されるピン形状の部分を光コネクタ１３０に設けてもよい。
【０１０８】
また、位置決め部２５２の下面がシリコン基板１０の第２面１２に接触することで、光素子３０に対するレンズ部２５１のＺ軸方向の位置が決まる。また、ビア１３の内壁によって導光部２５３のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動が規制され、光素子３０に対するレンズ部２５１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置が決まる。
【０１０９】
図１６（ａ）に、光線を破線で模式的に表す。後述する図１７、図１８（ａ）、図１９にも光線を破線で模式的に表す。レンズ部２５１は、例えば発光素子である光素子３０の出射光を、光ファイバ１１３の端面に向けて集光する。または、レンズ部２５１は、光ファイバ１１３の出射光を、例えば受光素子である光素子３０の受光部に向けて集光する。
【０１１０】
図１７は、第３実施形態に係る光半導体モジュール４の他の例の模式断面図である。
【０１１１】
この図１７に示す例では、導光部材２５０導光部２５５と、シリコン基板１０の薄化部分１５との間に、それら導光部２５５および薄化部分１５に接する膜２６１が設けられている。膜２６１は、ビア１３の底部、すなわち薄化部分１５の表面に設けられている。
【０１１２】
この膜２６１はＡＲ（antireflection）膜の機能を有し、光素子３０が出射または受光する光の、薄化部分１５と透明接着剤２５４との界面での反射率が、膜２６１が無い場合よりも低い。
【０１１３】
このような膜２６１の屈折率ｎARは、ｎAR＝（ｎｐ・ｎＳｉ）１／２（ｎｐは透明接着剤２５４または導光部２５５の屈折率、ｎＳｉはシリコンの屈折率）で求めることができる。例えば、光素子３０が出射または受光する光の波長λが１．３μｍの場合、屈折率が２．３で、膜厚が１４０ｎｍのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を、膜２６１として設けることができる。
【０１１４】
図１８（ａ）は、第３実施形態に係る光半導体モジュール４のさらに他の例の模式断面図である。  
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）における一部分の拡大断面図である。
【０１１５】
この図１８（ａ）及び（ｂ）に示す例では、導光部材２５０の導光部２５５と、シリコン基板１０の薄化部分１５との界面に、凹凸２６２が設けられている。凹凸２６２は、例えば、薄化部分１５の上面に、光素子３０が出射または受光する光の波長以下のピッチで設けられ、シリコンである薄化部分１５よりも屈折率が低い導光部２５５に向かって徐々に幅が狭くなる（または細くなる）テーパー形状をもつＳＷＧ（Sub Wavelength Grating）である。
【０１１６】
この凹凸２６２によって、光素子３０から出射または光素子３０に入射する光の、導光部２５５とシリコン基板１０の薄化部分１５との界面での反射を抑制できる。
【０１１７】
図１９（ａ）は、第３実施形態に係る光半導体モジュール４’の模式断面図である。  
この光半導体モジュール４’は、図１６（ａ）、図１７、および図１８（ａ）に示す光半導体モジュール４とは、導光部材１５０の構成が異なる。
【０１１８】
導光部材１５０は、レンズ部１５１と、導光部１５３と、位置決め部１５２とを含む。導光部材１５０の材料は、光素子３０が出射または受光する光に対する透過性を有する。導光部材１５０は、例えば、レンズ部１５１、導光部１５３、および位置決め部１５２が一体に設けられた樹脂部材である。導光部材１５０は、例えば、樹脂材料のモールド成形により得られるモールドレンズアダプタである。
【０１１９】
導光部１５３およびレンズ部１５１は、シリコン基板１０のビア１３内に設けられている。導光部１５３とビア１３の側面との間には透明接着剤２５４が設けられている。
【０１２０】
図１９（ｂ）は、第３実施形態に係る光半導体モジュール４’におけるシリコン基板１０の模式平面図であり、シリコン基板１０にビア１３が設けられている。ビア１３の開口形状は、四角形に限らず、三角形、円形、楕円形、六角形など、導光部１５３との組み合わせが可能な形状であればいずれでも構わない。ここでは、導光部材１５０の導光部１５３が四角柱であるとするが、透明接着剤２５４を設ける際に、後述する空隙１６０に透明接着剤２５４が浸入しないよう、ビア１３に逃げ部を設けないようにする。
【０１２１】
シリコン基板１０に設けられた１つのビア１３内に、複数の光素子３０に対応する複数のレンズ部１５１が設けられている。レンズ部１５１は、例えば凸レンズである。
【０１２２】
光素子３０からレンズ部１５１に向かう方向は第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。レンズ部１５１は、導光部１５３と光素子３０との間に設けられている。シリコン基板１０の薄化部分１５は、レンズ部１５１と光素子３０との間に設けられている。レンズ部１５１と、シリコン基板１０の薄化部分１５との間に空隙１６０が設けられている。
【０１２３】
導光部材１５０は、例えば前述した図１５に示す光コネクタ１３０と結合可能となっている。例えばピン形状の位置決め部１５２が、光コネクタ１３０に形成された孔１３２に挿入される。
【０１２４】
光コネクタ１３０が導光部材１５０に結合した状態で、光コネクタ１３０に連結した光ファイバ１１３は、レンズ部１５１の中心を通る光軸上に位置する。レンズ部１５１の光軸上に、光素子３０の発光部または受光部が位置する。導光部材１５０は、レンズ部１５１の光軸が通る領域に光入射面１５５を含む。導光部材１５０に光コネクタ１３０が結合された状態で、光コネクタ１３０に保持された光ファイバ１１３の端面は、導光部材１５０の光入射面１５５に対面する。
【０１２５】
導光部材１５０の位置決め部１５２と、光コネクタ１３０の孔１３２との結合によって、光コネクタ１３０のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動が規制され、レンズ部１５１に対して光ファイバ１１３が位置決めされる。または、位置決め部１５２が孔で、この孔である位置決め部１５２に挿入されるピン形状の部分を光コネクタ１３０に設けてもよい。
【０１２６】
また、位置決め部１５２の下面がシリコン基板１０の第２面１２に接触することで、または、後述する図２２（ａ）に示すように、位置決め部１５２の下面が樹脂部５０の第２樹脂面５１に接触することで、光素子３０に対するレンズ部１５１のＺ軸方向の位置が決まる。
【０１２７】
また、ビア１３の内壁によって導光部１５３のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動が規制され、光素子３０に対するレンズ部１５１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置が決まる。
【０１２８】
レンズ部１５１は、例えば発光素子である光素子３０の出射光を、光ファイバ１１３の端面に向けて集光する。または、レンズ部１５１は、光ファイバ１１３の出射光を、例えば受光素子である光素子３０の受光部に向けて集光する。
【０１２９】
図２０（ａ）は、光半導体モジュール４’の他の例の模式断面図である。
【０１３０】
この図２０（ａ）に示す例では、空隙１６０と、シリコン基板１０の薄化部分１５との界面、すなわち薄化部分１５の表面に膜２６１が設けられている。
【０１３１】
この膜２６１はＡＲ（antireflection）膜の機能を有し、光素子３０が出射または受光する光の、薄化部分１５と空隙１６０との界面での反射率が、膜２６１が無い場合よりも低い。
【０１３２】
このような膜２６１の屈折率ｎARは、ｎAR＝（ｎ０・ｎＳｉ）１／２（ｎ０は空隙の屈折率、ｎＳｉはシリコンの屈折率）で求めることができる。例えば、光素子３０が出射または受光する光の波長λが１．３μｍの場合、屈折率が１．９で、膜厚が１７０ｎｍのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を、膜２６１として設けることができる。
【０１３３】
図２０（ｂ）は、光半導体モジュール４’のさらに他の例の模式断面図である。
【０１３４】
この図２０（ｂ）に示す例では、シリコン基板１０の薄化部分１５における空隙１６０との界面、すなわち薄化部分１５の上面に、凹凸２６２が設けられている。凹凸２６２は、例えば、光素子３０が出射または受光する光の波長以下のピッチで設けられ、シリコンである薄化部分１５よりも屈折率が低い空隙１６０に向かって徐々に幅が狭くなる（または細くなる）テーパー形状をもつＳＷＧ（Sub Wavelength Grating）である。
【０１３５】
この凹凸２６２によって、光素子３０から出射または光素子３０に入射する光の、空隙１６０とシリコン基板１０の薄化部分１５との界面での反射を抑制できる。
【０１３６】
図２１は、第３実施形態に係る光半導体モジュール３の模式断面図である。
【０１３７】
この光半導体モジュール３は、前述した図１６（ａ）、図１７、図１８（ａ）、図１９、図２０（ａ）、または図２０（ｂ）に示す光半導体モジュール４、４’のいずれか１つを備えている。図２１には、図１６（ａ）に示す光半導体モジュール４を備えた光半導体モジュール５を例示する。
【０１３８】
光半導体モジュール３は、配線層６０と、半導体素子４０と、樹脂部５０と、外部端子７１とをさらに含む。
【０１３９】
光半導体モジュール４と半導体素子４０は、配線層６０にマウントされている。配線層６０からシリコン基板１０に向かう方向、および配線層６０から半導体素子４０に向かう方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う。シリコン基板１０から半導体素子４０に向かう方向は、第２方向（Ｘ軸方向）に沿う。
【０１４０】
図２１には１つしか示さないが、複数の外部端子７１が、配線層６０において、光半導体モジュール４および半導体素子４０がマウントされた面とは反対の面に設けられている。外部端子７１は、例えば金属パッドである。外部端子７１は、はんだボールまたは金属バンプであってもよい。
【０１４１】
シリコン基板１０の第１面１１と配線層６０との間に、光素子３０が設けられている。さらに、第１面１１と配線層６０との間に、絶縁層３３が設けられている。
【０１４２】
配線層６０は、絶縁層６１と導電部材６２とを含む。導電部材６２は、例えば金属配線を含む。導電部材６２は、外部端子７１と接続されている。さらに、導電部材６２は、光素子３０と接続されている。したがって、光素子３０は、配線層６０の導電部材６２を通じて、外部端子７１と電気的に接続されている。
【０１４３】
さらに、配線層６０の導電部材６２は、半導体素子４０と外部端子７１とを電気的に接続している。光素子３０は、配線層６０の導電部材６２を通じて、半導体素子４０と電気的に接続されている。半導体素子４０は、例えば、光素子３０のドライバまたはレシーバを含む。
【０１４４】
半導体素子４０とシリコン基板１０との間に、樹脂部５０が設けられている。樹脂部５０は、半導体素子４０を覆っている。さらに、樹脂部５０は、シリコン基板１０の側面を覆っている。この側面は、Ｘ−Ｙ平面と交差する。
【０１４５】
樹脂部５０は、シリコン基板１０の第２面１２を覆っていない。樹脂部５０の一部は、第１方向（Ｚ軸方向）においてシリコン基板１０と重なっていない。
【０１４６】
樹脂部５０は、第１樹脂面５２と第２樹脂面５１とを含む。第１樹脂面５２は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿って、配線層６０に対向する。第２樹脂面５１は、第１樹脂面５２とは反対の面である。
【０１４７】
配線層６０と第２樹脂面５１との間のＺ軸方向に沿った距離は、配線層６０とシリコン基板１０の第２面１２との間のＺ軸方向に沿った距離よりも長い。
【０１４８】
光半導体モジュール３は、図２２（ａ）に示すように、ボード１００に実装され、かつ光コネクタ１３０と結合することができる。
【０１４９】
図２２（ａ）は、第３実施形態に係る光半導体モジュール５の模式断面図である。  
図２２（ｂ）は、光半導体モジュール５におけるシリコン基板１０と半導体素子４０の配置例を示す模式平面図である。  
図２３は、図２２（ａ）における一部分の拡大図である。
【０１５０】
図２２（ａ）には、例えば、前述した図１９に示す導光部材１５０を備えた光半導体モジュール３’を示す。また、ビア１３の底部、すなわち、シリコン基板１０の薄化部分１５の上面に、図２０（ａ）に示す膜２６１や、図２０（ｂ）に示す凹凸２６２を設けてもよい。もちろん、前述した図１６（ａ）、図１７、または図１８（ａ）に示す光半導体モジュール４を用いてもよい。
【０１５１】
図２２（ａ）に示すように、光半導体モジュール３’はボード１００に実装されている。その光半導体モジュール３’には、光コネクタ１３０が結合している。光コネクタ１３０は、光ファイバケーブル１１０の端部に連結されている。
【０１５２】
光半導体モジュール３’は、配線層６０と、シリコン基板１０と、光素子３０と、導光部材１５０と、複数の半導体素子４０と、樹脂部５０と、複数の外部端子７０とを含む。
【０１５３】
配線層６０は、例えばＸ−Ｙ平面に沿っている。複数の外部端子７０は、Ｘ−Ｙ平面内で、第２方向（Ｘ軸方向）および第３方向（Ｙ軸方向）に並んでいる。外部端子７０は、例えば、はんだボールである。外部端子７０は、金属パッドまたは金属バンプであってもよい。
【０１５４】
配線層６０は、外部端子７０とシリコン基板１０との間、および外部端子７０と半導体素子４０との間に設けられている。
【０１５５】
シリコン基板１０の第１面１１に光素子３０を形成した後、図２３に示すように、シリコン基板１０の第１面１１に絶縁層３３を形成し、光素子３０を絶縁層３３で覆うこともできる。さらに、絶縁層３３に、光素子３０の電極３１と接続する金属配線３２を形成することもできる。
【０１５６】
光素子３０は、電極３１、金属配線３２、および配線層６０の導電部材６２を通じて、外部端子７０と電気的に接続されている。さらに、配線層６０の導電部材６２は、半導体素子４０と外部端子７０とを電気的に接続している。光素子３０は、配線層６０の導電部材６２を通じて、半導体素子４０と電気的に接続されている。半導体素子４０は、例えば、光素子３０のドライバまたはレシーバを含む。
【０１５７】
導光部材１５０の位置決め部１５２は、光ファイバ１１３と連結した光コネクタ１３０と結合可能となっている。例えばピン形状の位置決め部１５２が、光コネクタ１３０に形成された孔１３２に挿入される。または、光コネクタ１３０に形成されたピン形状の部分が、孔である位置決め部１５２に挿入される。
【０１５８】
導光部材１５０は、レンズ部１５１の光軸が通る領域に光入射面１５５を含む。導光部材１５０に光コネクタ１３０が結合された状態で、光コネクタ１３０に保持された光ファイバ１１３の端面は、導光部材１５０の光入射面１５５に対面する。
【０１５９】
図２４は、光半導体モジュール３’と、光ファイバ１１３との結合方法を示す模式断面図である。
【０１６０】
光ファイバ１１３に連結した光コネクタ１３０を導光部材１５０に結合させる前に、光半導体モジュール３’はボード１００に実装される。例えば、はんだボールである外部端子７０がボード１００の導電部材にリフロー接続される。光コネクタ１３０及び光ファイバ１１３を結合しない状態でのリフロー接続は、リフロー工程を容易にする。
【０１６１】
そして、光半導体モジュール３’をボード１００に実装した後、光コネクタ１３０を光半導体モジュール３’の導光部材１５０に結合させる。
【０１６２】
図１６（ａ）〜図２４に例示される第３実施形態によれば、ボード実装業者が、光半導体モジュール（図２２（ａ）においては光半導体モジュール３’）をボード１００に実装した後、特別な技術や工程を無しで、容易に、光ファイバ１１３を光半導体モジュール３’に取り付けることができる。シリコン基板１０のビア１３内に直接光ファイバ１１３を挿入しなくてよい。光コネクタ１３０と導光部材１５０との簡単な結合方式で、外部の光ファイバ１１３を光素子３０に光接続できる。これは、光ファイバ取り付け作業品質のばらつきを抑え、低コストで高信頼性の組み立て品を提供することを可能にする。
【０１６３】
また、図２４に示すように、光コネクタ１３０及び光ファイバ１１３を結合しない状態での、光半導体モジュール３’のボード１００へのリフロー接続は、リフロー工程を容易にする。
【０１６４】
（付記１）
配線層と、
シリコン基板であって、前記配線層から前記シリコン基板に向かう方向は第１方向に沿う、前記シリコン基板と、
前記配線層と前記シリコン基板との間に設けられた光素子と、
前記シリコン基板内を前記第１方向に延びる導光部と、
を備え、
前記導光部と前記光素子との間に空隙を介さずに前記シリコン基板の一部分が設けられた光半導体モジュール。
【０１６５】
（付記２）
前記導光部は、光ファイバを含む付記１記載の光半導体モジュール。
【０１６６】
（付記３）
前記導光部は、集光レンズを含む付記１記載の光半導体モジュール。
【０１６７】
（付記４）
配線層と、
シリコン基板と、
前記配線層と前記シリコン基板との間に設けられた光素子と、
を備え、
前記シリコン基板は、前記光素子が設けられた面とは反対の面に設けられた回折レンズを含む光半導体モジュール。
【０１６８】
（付記５）
光コネクタヘッド基板の厚さ方向に延びる複数の第１孔に複数の光ファイバを挿入し、
前記複数の光ファイバにおける前記第１孔から突出する部分を犠牲層で覆い、前記複数の光ファイバの前記部分を前記犠牲層とともに研磨し、
前記犠牲層を除去した後、前記光コネクタヘッド基板を複数の光コネクタヘッドに分離する光コネクタヘッドの製造方法。
【０１６９】
（付記６）
前記光コネクタヘッドの厚さ方向に延びる第２孔にガイド部材を圧入する付記５記載の光コネクタヘッドの製造方法。
【０１７０】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【０１７１】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１７２】
その他、本発明の実施形態として上述した光半導体モジュール及び光コネクタヘッドの製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての光半導体モジュール及び光コネクタヘッドの製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１７３】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７５】
１，２，３，３'，４，４'，５…光半導体モジュール、１０…シリコン基板、２１，２２，１２５…導光部、２５…回折レンズ、３０…光素子、４０…半導体素子、５０…樹脂部、６０…配線層、７０，７１…外部端子、１１０…光ファイバケーブル、１１３…光ファイバ、１１５，１３０…光コネクタ、１２０…光コネクタヘッド、１５０，２５０…導光部材、１５１，２５１…レンズ部、１５２，２５２…位置決め部、１５３，２５３，２５５…導光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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