(57)【要約】【課題】基板と光素子との接続信頼性を高めることが可能な光デバイス、光トランシーバ、及び光デバイスの製造方法を提供すること。【解決手段】表面４１ａよりも低い位置に実装面４１ｂを有すると共に、表面４１ａと実装面４１ｂとを繋ぐ側面４１ｃを有する基板４１と、実装面４１ｂに端子５０を介して実装された光素子２０と、表面４１ａの上に形成された導波路４３ａと、光素子２０と導波路４３ａとの間に充填され、導波路４３ａを通る光に対して透明な透明樹脂５５と、実装面４１ｂと光素子２０との間に充填され、透明樹脂５５よりも弾性率が小さい充填樹脂５３と、端子５０と側面４１ｃとの間の実装面４１ｂに立設された凸部４１ｘと、凸部４１ｘと側面４１ｃとの間に設けられ、充填樹脂５３との濡れ性が、実装面４１ｂに対する充填樹脂５３の濡れ性よりも低い部材５２とを有する光デバイスによる。【選択図】図９
2019086711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面よりも低い位置に実装面を有すると共に、前記表面と前記実装面とを繋ぐ側面を有する基板と、
前記側面から間隔をおいた部分の前記実装面に端子を介して実装された光素子と、
前記表面の上に形成され、かつ先端が前記光素子を向いた導波路と、
前記光素子と前記導波路の前記先端との間に充填され、前記導波路を通る光に対して透明であり、前記光素子と前記導波路とを光学的に結合する透明樹脂と、
前記実装面と前記光素子との間に充填され、前記透明樹脂よりも弾性率が低い充填樹脂と、
前記端子と前記側面との間の前記実装面に立設された凸部と、
前記凸部と前記側面との間に設けられ、前記充填樹脂との濡れ性が、前記実装面に対する前記充填樹脂の濡れ性よりも低い部材と、
を有する光デバイス。
【請求項２】
上面視したときの前記凸部の幅が、前記光素子の幅以上であることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記部材は、前記凸部と前記側面との間に収容された樹脂片であることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項４】
基板の表面に導波路を形成する工程と、
前記導波路の先の前記基板に、前記表面よりも位置が低い実装面と、前記実装面と前記表面とを繋ぐ側面とを形成する工程と、
前記側面寄りの前記実装面に凸部を立設する工程と、
前記側面と前記凸部の各々から間隔をおいた部分の前記実装面に端子を形成する工程と、
前記端子を介して前記実装面に光素子を実装する工程と、
前記側面と前記凸部との間に部材を設ける工程と、
前記実装面と前記光素子との間に、前記部材に対する濡れ性が前記実装面に対する濡れ性よりも低い充填樹脂を充填する工程と、
前記充填樹脂を充填する工程の後に、前記導波路を通る光に対して透明な透明樹脂であって、前記充填樹脂の弾性率が前記透明樹脂の弾性率よりも低くなるような樹脂を前記光素子と前記導波路の先端との間に充填し、前記光素子と前記導波路とを前記透明樹脂で光学的に結合させる工程と、
を有する光デバイスの製造方法。
【請求項５】
送信光を生成する光デバイスと、
受信光を受信する受信部とを備え、
前記光デバイスは、
表面よりも低い位置に実装面を有すると共に、前記表面と前記実装面とを繋ぐ側面を有する基板と、
前記側面から間隔をおいた部分の前記実装面に端子を介して実装され、前記送信光を生成する光素子と、
前記表面の上に形成され、かつ先端が前記光素子を向いた導波路と、
前記光素子と前記導波路の前記先端との間に充填され、前記送信光に対して透明であり、前記光素子と前記導波路とを光学的に結合する透明樹脂と、
前記実装面と前記光素子との間に充填され、前記透明樹脂よりも弾性率が低い充填樹脂と、
前記端子と前記側面との間の前記実装面に立設された凸部と、
前記凸部と前記側面との間に設けられ、前記充填樹脂との濡れ性が、前記実装面に対する前記充填樹脂の濡れ性よりも低い部材と、
を有する光トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイス、光トランシーバ、及び光デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変調器や受光素子等の光素子を基板上に集積する技術としてシリコンフォトニクスがある。そのシリコンフォトニクスにおいては、シリコンの微細加工技術を利用して微細なシリコン導波路を基板に形成すると共に、その導波路に光学的に結合するように光素子を基板に実装する。
【０００３】
これにより、発光効率が低い間接遷移型のシリコンよりも発光効率が高い利得媒質を備えた光素子を用いることができるため、光デバイスにおける発光効率や受光効率を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６３１７８号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２１６２号公報
【特許文献３】特開２００６−１８４７５４号公報
【特許文献４】特開２０１６−１６０３８１号公報
【特許文献５】国際公開第２０１２／１１７８２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シリコンフォトニクスにおいては、基板と光素子との接続信頼性を高めるという点で改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、基板と光素子との接続信頼性を高めることが可能な光デバイス、光トランシーバ、及び光デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様では、光デバイスは、表面よりも低い位置に実装面を有すると共に、前記表面と前記実装面とを繋ぐ側面を有する基板と、前記側面から間隔をおいた部分の前記実装面に端子を介して実装された光素子と、前記表面の上に形成され、かつ先端が前記光素子を向いた導波路と、前記光素子と前記導波路の前記先端との間に充填され、前記導波路を通る光に対して透明であり、前記光素子と前記導波路とを光学的に結合する透明樹脂と、前記実装面と前記光素子との間に充填され、前記透明樹脂よりも弾性率が低い充填樹脂と、前記端子と前記側面との間の前記実装面に立設された凸部と、前記凸部と前記側面との間に設けられ、前記充填樹脂との濡れ性が、前記実装面に対する前記充填樹脂の濡れ性よりも低い部材とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
１つの側面として、光素子と実装面との間に充填する充填樹脂の弾性率が透明樹脂のそれよりも低いため、充填樹脂が熱膨張した際に充填樹脂から光素子に作用する応力が軽減され、その応力で端子が破断するのを抑制することができる。
【０００９】
しかも、その充填樹脂は、凸部と側面との間に設けられた部材に対して濡れ性が低いため、光素子と導波路との間を避けて充填樹脂を光素子の下に選択的に充填することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、調査に使用した光デバイスの上面図である。
【図２】図２は、調査に使用した光デバイスのシリコン導波路に沿った断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る光デバイスで使用する光素子の断面図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の断面図（その１）である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の断面図（その２）である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の断面図（その３）である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の断面図（その４）である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の断面図（その５）である。
【図９】図９（ａ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の断面図（その６）であり、図９（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の平面図（その１）である。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の平面図（その２）である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の平面図（その３）である。
【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の平面図（その４）である。
【図１４】図１４（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の平面図（その５）である。
【図１５】図１５（ａ）は、第１実施形態に係る光デバイスの製造途中の平面図（その６）であり、図１５（ｂ）は、第１実施形態に係る光デバイスの平面図である。
【図１６】図１６は、第２実施形態に係る光トランシーバで使用される波長可変光源の上面図である。
【図１７】図１７は、第２実施形態に係る光トランシーバの構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本実施形態の説明に先立ち、本願発明者が調査した事項について説明する。
【００１２】
図１は、その調査に使用した光デバイスの上面図である。
【００１３】
図１に示すように、この光デバイス１は、シリコン基板２とその上に実装された光素子３とを有する。
【００１４】
このうち、シリコン基板２の上には、光素子３に向かって延びる線状のシリコン導波路４が形成される。また、光素子３は、例えばSOA(Semiconductor Optical Amplifier)であって、シリコン導波路４と光学的に結合した活性層５を有する。
【００１５】
図２は、シリコン導波路４に沿った光デバイス１の断面図である。
【００１６】
図２に示すように、シリコン基板２の上には二酸化シリコン層６とシリコン導波路４とがこの順に形成されており、これらによってSOI(Silicon On Insulator)基板１０が形成される。そのSOI基板１０における二酸化シリコン層６はBOX(Buried Oxide)とも呼ばれ、シリコン導波路４の下部クラッド層として機能する。
【００１７】
そして、シリコン導波路４の上には、上部クラッド層として機能する二酸化シリコン層９がTEOS(Tetraethyl Ortho Silicate)ガスを使用するCVD(Chemical Vapor Deposition)法により形成される。
【００１８】
また、光素子３が実装される部分のシリコン基板２からは上記の二酸化シリコン層６、９が除去されており、光素子３に相対する側面１２がこれらの二酸化シリコン層６、９に形成される。
【００１９】
光素子３は、シリコン基板２に形成された不図示の電極と端子１１とを介して電気的に接続され、活性層５がシリコン導波路４と同じ高さになるようにシリコン基板２の上に実装される。なお、端子１１としては、例えばAuSnはんだが使用される。
【００２０】
更に、光素子３とシリコン導波路４との間には透明樹脂１３が充填される。その透明樹脂１３の屈折率は空気のそれよりも高いため、二酸化シリコン層６、９と空気との屈折率差によって導波路４を伝搬する光が側面１２で反射するのを防止できる。このような透明樹脂１３としては、例えばエポキシ樹脂がある。
【００２１】
透明樹脂１３は未硬化の液体の状態で光素子３と側面１２との間に充填されるため、充填時には透明樹脂１３が側面１２を伝って光素子３の下側に周り込み、シリコン基板２と光素子３との間にも透明樹脂１３が充填されることになる。そして、このように充填した後に、透明樹脂１３を加熱して熱硬化させる。
【００２２】
その光デバイス１に対しては、試作段階で様々な試験が行われる。その試験の一つに熱サイクル試験がある。熱サイクル試験では、低温下や高温下で端子１１の信頼性が評価される。
【００２３】
本願発明者の調査によれば、その熱サイクル試験によって光素子３とシリコン基板２との間の透明樹脂１３が熱膨張し、これにより光素子３をシリコン基板２から剥がす方向の応力が発生して、端子１１が破断することが明らかとなった。
【００２４】
特に、透明樹脂１３として使用するエポキシ樹脂は弾性率が高いため、熱膨張時に透明樹脂１３から光素子３に作用する応力が大きくなり、端子１１が破断する可能性が高くなる。
【００２５】
このように端子１１が破断すると、端子１１を介してシリコン基板２と光素子３とを電気的に接続することができなくなり、シリコン基板２と光素子３との接続信頼性が低下してしまう。
【００２６】
以下に、基板と光素子との接続信頼性を高めることが可能な各実施形態について説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
本実施形態に係る光デバイスについて、その製造工程を追いながら説明する。
【００２８】
図３は、その光デバイスで使用する光素子２０の断面図である。
【００２９】
この光素子２０は、SOAであって、n型のInP基板２１とその上に形成された下部クラッド層２２とを有する。下部クラッド層２２は、例えば厚さが２μm程度のn型のInP層であって、上面視でストライプ状のメサ部２２ａを有する。
【００３０】
そのメサ部２２ａの頂部には、活性層２３、上部クラッド層２４、及びコンタクト層２５がこの順に形成される。
【００３１】
活性層２３の構造は特に限定されないが、この例では厚さが０．２μm程度のGaInAsP系の多重量子井戸構造の活性層２３を採用する。また、上部クラッド層２４は厚さが１．５μm程度のp型のInP層であり、コンタクト層２５は厚さが０．３μm程度のp型のInGaAsP層である。
【００３２】
また、メサ部２２ａの両側は電流狭窄層２６で埋め込まれる。電流狭窄層２６の材料は特に限定されないが、この例では電流狭窄層２６として半絶縁性のInP層を形成する。
【００３３】
そして、その電流狭窄層２６の上にはパッシベーション層２７として窒化シリコン層が０．５μm程度の厚さに形成される。メサ部２２ａの上方のパッシベーション層２７には開口２７ａが形成されており、開口２７ａ内とその周囲のパッシベーション層２７の上にはp側電極３０が形成される。そのp側電極３０として、この例では厚さが０．１μm程度のTiW層と厚さが２．１μm程度のAu層とをこの順に積層する。
【００３４】
一方、InP基板２１の裏面は、光素子２０の全体の厚さが１５０μm程度となるように研磨されており、当該裏面にはn側電極３１としてAuGe層とAu層とがこの順に形成される。
【００３５】
このような光素子２０によれば、間接遷移型のシリコンよりも発光効率が高いGaInAsP系の多重量子井戸構造を活性層２３に採用しているため、活性層２３内の光を効率的に増幅することができる。
【００３６】
次に、この光素子２０を備えた本実施形態に係る光デバイスについて説明する。
【００３７】
図４〜図９は、本実施形態に係る光デバイスの製造途中の断面図であり、図１０〜図１５はその平面図である。
【００３８】
まず、図４（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、シリコン基板４１の表面４１ａの上に二酸化シリコン層４２とシリコン層４３とがこの順に形成されたSOI基板４０を用意する。そのSOI基板４０における二酸化シリコン層４２は厚さが３μm程度のBOX層である。また、シリコン層４３は、後で導波路となる部位であり、例えば２２０nm程度の厚さを有する。
【００３９】
次に、図４（ｂ）及び図１０（ｂ）に示す工程について説明する。
【００４０】
まず、シリコン層４３の上に不図示のハードマスクとして平面視でストライプ状の二酸化シリコン層を形成する。そして、その二酸化シリコン層をマスクにしてシリコン層４３をドライエッチングすることにより、エッチングされずに残存するシリコン層４３をストライプ状のシリコン導波路４３ａとする。そのドライエッチングで使用するエッチングガスは特に限定されないが、例えばHBrガスをそのエッチングガスとして使用し得る。
【００４１】
その後に、TEOSガスを使用するCVD法により、二酸化シリコン層４２とシリコン導波路４３ａの各々の上に二酸化シリコン層４４を１．５μm程度の厚さに形成する。
【００４２】
ここまでの工程により、クラッド層として機能する各二酸化シリコン層４２、４４によってシリコン導波路４３ａが囲まれた構造が完成する。
【００４３】
なお、前述の図４（ｂ）は、シリコン導波路４３ａの延在方向に沿って図１０（ｂ）を切断した断面図である。これについては後述の図５（ａ）〜図９（ｂ）においても同様である。
【００４４】
続いて、図５（ａ）及び図１１（ａ）に示すように、二酸化シリコン層４４の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第１のレジスト層４５とする。
【００４５】
その第１のレジスト層４５は、後で光素子２０（図３参照）が実装される実装領域Rには形成されず、実装領域Rを除いた二酸化シリコン層４４の上のみに形成される。
【００４６】
そして、第１のレジスト層４５をマスクにして各二酸化シリコン層４２、４４をドライエッチングすることにより、実装領域Rにおけるこれらの二酸化シリコン層４２、４４を除去し、実装領域Rにおけるシリコン基板４１の表面４１ａを露出させる。
【００４７】
そのドライエッチングにおけるエッチングガスとしては、例えばCF4ガスがある。
【００４８】
その後に、図５（ｂ）及び図１１（ｂ）に示すように、第１のレジスト層４５を除去する。
【００４９】
次に、図６（ａ）及び図１２（ａ）に示すように、シリコン基板４１の上側全面に再びフォトレジストを塗布し、それを露光、現像することにより第２のレジスト層４６を形成する。第２のレジスト層４６は、二酸化シリコン層４４を覆うように形成され、かつ、実装領域Rにおいてはストライプ状の平面形状を有する。
【００５０】
そして、エッチングガスとしてHBrガスを使用しながら、第２のレジスト層４６で覆われていない部分のシリコン基板４１を４．５μm程度の深さまでエッチングし、シリコン導波路４３ａの先のシリコン基板４１に実装面４１ｂを形成する。その実装面４１ｂは、表面４１ａよりも低い位置に形成され、かつシリコン基板４１の側面４１ｃによって表面４１ａに繋げられる。
【００５１】
更に、第２のレジスト層４６で覆われた部分のシリコン基板４１はエッチングされずに凸部４１ｘとして残存する。
【００５２】
その後に、図６（ｂ）及び図１２（ｂ）に示すように、第２のレジスト層４６を除去する。
【００５３】
図１２（ｂ）に示すように、凸部４１ｘは、上面視において側面４１ｃと平行なストライプ状となる。
【００５４】
次いで、図７（ａ）及び図１３（ａ）に示すように、実装面４１ｂの上にスパッタ法で金属層を形成し、更にリフトオフ法でその金属層をパターニングすることにより、側面４１ｃと凸部４１ｘの各々から間隔をおいた部分の実装面４１ｂに電極４８を形成する。その金属層として、例えば厚さが０．１μmのTi層、厚さが０．２μmのPt層、及び厚さが０．５μmのAu層をこの順に形成する。このうち、Ti層は、シリコン基板４１と電極４８との密着性を高める役割を担う。また、Pt層は、Au層や後で電極４８の上に形成されるはんだがシリコン基板４１に拡散するのを防止する拡散防止層として機能する。
【００５５】
続いて、図７（ｂ）及び図１３（ｂ）に示すように、不図示のめっきレジストを使用して電極４８の上にめっき法でAuSnはんだ層を１μm〜５μm程度の厚さに形成し、そのAuSnはんだ層を端子５０とする。
【００５６】
次に、図８（ａ）及び図１４（ａ）に示すように、光素子２０のp側電極３０を端子５０に押し当てつつ、２８０℃程度の温度に端子５０を加熱して溶融させることにより、端子５０を介して実装面４１ｂに光素子２０を実装する。本工程は不図示のフリップチップボンダを用いて行われ、そのフリップチップボンダから光素子２０に印加する圧力を調節することで、光素子２０の活性層２３をシリコン導波路４３ａと同じ高さにする。
【００５７】
また、図１４（ａ）に示すように、上面視したときにシリコン導波路４３ａの先端４３ｘは光素子２０を向く。
【００５８】
次いで、図８（ｂ）及び図１４（ｂ）に示すように、実装面４１ｂに立設された凸部４１ｘと側面４１ｃとの間に、樹脂に対する濡れ性が低い部材５２を収容する。
【００５９】
部材５２の材料や形態は特に限定されない。本実施形態では、取扱いが容易な樹脂片を部材５２として用いると共に、その部材５２の材料として樹脂に対する濡れ性が低く樹脂を弾きやすいポリテトラフルオロエチレンや旭硝子株式会社製のサイトップ（登録商標）等のフッ素系樹脂を採用する。
【００６０】
また、この例では、図１４（ｂ）に示すように、凸部４１ｘの延在方向Dに沿って部材５２をスライドさせることにより、凸部４１ｘと側面４１ｃとの間に部材５２を嵌め込む。
【００６１】
このとき、本実施形態では凸部４１ｘを側面４１ｃに平行なストライプ状としたため、凸部４１ｘが部材５２を案内するガイドとなり、凸部４１ｘと側面４１ｃとの間に部材５２を嵌め込むのが容易となる。
【００６２】
次に、図９（ａ）及び図１５（ａ）に示すように、光素子２０と実装面４１ｂとの間の空間を未硬化の液状の充填樹脂５３で充填する。
【００６３】
充填樹脂５３の材料は特に限定されないが、この例ではアクリル樹脂やシリコン樹脂を充填樹脂５３として使用する。これらの樹脂は、部材５２に対する濡れ性が、実装面４１ｂに対する濡れ性より低い。そのため、部材５２を避けて光素子２０の下に選択的に充填樹脂５３を供給することができ、光素子２０とシリコン導波路４３ａとの間の空間Sが充填樹脂５３で塞がれるのを防止できる。
【００６４】
しかも、凸部４１ｘによって充填樹脂５３と部材５２とが互いに隔てられるため、濡れ性が低い部材５２によって充填樹脂５３の内部に空洞が発生するのが防止でき、光素子２０と実装面４１ｂとの間に充填樹脂５３を隙間なく充填できる。
【００６５】
なお、本実施形態では、表面に対する樹脂の濡れ性を、その表面における樹脂の接触角の大小で定義する。この場合、部材５２の表面における充填樹脂５３の接触角は、実装面４１ｂにおける充填樹脂５３の接触角よりも小さいということになる。
【００６６】
この後に、充填樹脂５３を７０℃〜１５０℃程度の温度に加熱して熱硬化させる。
【００６７】
熱硬化後の充填樹脂５３の弾性率は、その材料にもよるが、シリコン樹脂の場合には１MPa程度と低い。よって、本工程の後に熱サイクル試験を行っても、充填樹脂５３の熱膨張に起因して充填樹脂５３から光素子２０に作用する応力は小さく、光素子２０が下から持ち上げられて端子５０が破断する可能性を低減できる。
【００６８】
また、この例では、図１５（ａ）に示すように、上面視したときの部材５２と凸部４１ｘの各々の幅W1を光素子２０の幅W2以上とする。
【００６９】
これにより、側面４１ｃと光素子２０との間の隙間に充填樹脂５３が周り込もうとするのを凸部４１ｘで防止することができ、シリコン導波路４３ａの先端４３ｘと光素子２０との間の空間が充填樹脂５２で埋められてしまうのを防ぐことができる。
【００７０】
次いで、図９（ｂ）及び図１５（ｂ）に示すように、シリコン導波路４３ａの先端４３ｘと光素子２０との間に透明樹脂５５を充填し、その透明樹脂５５でシリコン導波路４３ａと光素子２０とを光学的に結合させる。このとき、実装面４１ｂと光素子２０との間の空間には既に充填樹脂５３が充填されているため、当該空間が透明樹脂５５で充填されることはない。
【００７１】
その後に、透明樹脂５５を７０℃〜１５０℃程度の温度に加熱して熱硬化させる。
【００７２】
透明樹脂５５は、シリコン導波路４３ａを通る光に対して透明な樹脂であって、例えばエポキシ樹脂を透明樹脂５５として使用し得る。この場合、熱硬化後の透明樹脂５５の弾性率は７００MPa程度であり、充填樹脂５３の弾性率（１MPa程度）よりも高い。
【００７３】
このように弾性率が高くても、前述のように実装面４１ｂと光素子２０との間には透明樹脂５５は充填されないため、光素子２０を下から持ち上げる応力は透明樹脂５５から光素子２０に作用せず、端子５０の接続信頼性は維持される。
【００７４】
更に、空気よりも屈折率が高い透明樹脂５５を使用することで、透明樹脂５５がない場合と比較して二酸化シリコン層４４の側面４４ａでの光の反射が抑制され、シリコン導波路４３ａと活性層２３とを光学的に良好に結合させることができる。
【００７５】
以上により、本実施形態に係る光デバイス６０の基本構造が完成する。
【００７６】
その光デバイス６０によれば、充填樹脂５３の弾性率が透明樹脂５５のそれよりも低いため、熱サイクル試験等の際に充填樹脂５３が熱膨張しても、充填樹脂５３から光素子２０に作用する応力を低減でき、端子５０が破断するのを抑制できる。
【００７７】
しかも、充填樹脂５３の部材５２に対する濡れ性は、充填樹脂５３の実装面４１ｂに対する濡れ性よりも低い。そのため、図９（ｂ）の工程で充填樹脂５３を充填するときに、濡れ性が低い部材５２を避けて実装面４１ｂに充填樹脂５３が濡れ広がるようになり、光素子２０の下のみに選択的に充填樹脂５３を充填できる。
【００７８】
更に、充填樹脂５３の充填の後に透明樹脂５５の充填を行うため、実装面４１ｂと光素子２０との間に透明樹脂５５が充填される余地がなくなり、実装面４１ｂから光素子２０を引き剥がす方向の応力が弾性率の高い充填樹脂５３によって生じない。
【００７９】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で説明した光素子２０を備えた光トランシーバについて説明する。
【００８０】
図１６は、その光トランシーバで使用される波長可変光源の上面図である。
【００８１】
なお、図１６において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００８２】
図１６に示すように、この可変波長光源７０は、シリコン基板４１と、その実装面４１ｂに実装された光素子２０、７１とを備える。
【００８３】
光素子７１は、第１実施形態で説明した光素子２０（図３参照）と同じ断面構造を有しており、その端面７１ａには導波路２３内の光を反射するための高反射膜７２が形成される。また、各光素子２０、７１と実装面４１ｂとの間の空間には、シリコン樹脂やアクリル樹脂等の充填樹脂５３が充填される。
【００８４】
更に、シリコン基板４１の側面４１ｃに相対するように凸部４１ｘが形成され、その凸部４１ｘと側面４１ｃとの間にはポリテトラフルオロエチレン等の部材５２が収容される。
【００８５】
そして、各光素子２０、７１と側面４１ｃとの間には、光学的に透明なエポキシ樹脂が透明樹脂５５として充填される。
【００８６】
一方、実装面４１ｂの横のシリコン基板４１の上には、第１実施形態で説明したシリコン導波路４３ａの他に、シリコン導波路４３ａと同じ工程で形成されたシリコン導波路４３ｂ、４３ｃも設けられる。
【００８７】
このうち、シリコン導波路４３ａは光素子２０と光学的に結合され、シリコン導波路４３ｃは光素子７１と光学的に結合される。
【００８８】
また、各シリコン導波路４３ａ、４３ｃの各々には、バーニア型の可変波長フィルタ７９が光学的に結合される。可変波長フィルタ７９は、リング直径が僅かに異なるリング導波路４３ｄ、４３ｅとこれらに光学的に結合したシリコン導波路４３ｂとを備えており、各リング導波路４３ｄ、４３ｅの共振波長に等しい波長の光のみを透過する。また、各リング導波路４３ｄ、４３ｅの共振波長を変えるために、これらの各リング導波路４３ｄ、４３ｅの各々の上にはヒータ７３、７４が設けられる。
【００８９】
更に、シリコン導波路４３ａの途中には、部分反射ミラー７５と位相調整用ヒータ７６が設けられる。
【００９０】
部分反射ミラー７５は、シリコン導波路４３ａを伝搬する光の一部を反射するループミラーである。また、位相調整用ヒータ７６は、シリコン導波路４３ａを加熱してその等価屈折率を制御する。
【００９１】
このような可変波長光源７０においては、光素子７１の端面７１ａと部分反射ミラー７５との間の光路にファブリ・ペロー共振器が形成され、光素子７１の活性層２３がレーザの利得媒質となる。そして、可変波長フィルタ７９を透過する光のうち、ファブリ・ペロー共振器の共振モードと一致する波長でレーザ発振が起きる。なお、その共振モードの波長は、位相調整用ヒータ７６により制御することができる。
【００９２】
そして、レーザ発振により光素子７１で発生した送信光Soutが光素子２０で更に増幅され、光素子２０の端面２０ａから外部に送信光Soutが出力される。なお、端面２０ａにおける送信光Soutの反射を防止するために、端面２０ａには反射防止膜７７が形成される。
【００９３】
図１７は、この可変波長光源７０を備えた光トランシーバ８０の構成図である。
【００９４】
図１７に示すように、光トランシーバ８０は、可変波長光源７０、変調部８１、及び受光部８２を有する。
【００９５】
このうち、変調部８１は、可変波長光源７０から出力された送信光Soutを電気信号S1に基づいて変調する偏波多重４値位相変調（DP-QPSK）方式の変調器である。
【００９６】
一方、受光部８２は、外部から受信した受光光Sinを電気信号S2に変換するコヒーレントレシーバである。
【００９７】
以上説明した本実施形態によれば、図１６に示したように、透明樹脂５５よりも弾性率が低い充填樹脂５３を各光素子２０、７１の下に充填する。これにより、第１実施形態で説明したように、熱サイクル試験等の際に充填樹脂５３が熱膨張しても、その充填樹脂５３から各光素子２０、７１に作用する応力が弱くなる。そのため、基板４１から各光素子３０、７１が剥離し難くなり、光トランシーバ８０の信頼性を高めることが可能となる。
【００９８】
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００９９】
（付記１）  表面よりも低い位置に実装面を有すると共に、前記表面と前記実装面とを繋ぐ側面を有する基板と、
前記側面から間隔をおいた部分の前記実装面に端子を介して実装された光素子と、
前記表面の上に形成され、かつ先端が前記光素子を向いた導波路と、
前記光素子と前記導波路の前記先端との間に充填され、前記導波路を通る光に対して透明であり、前記光素子と前記導波路とを光学的に結合する透明樹脂と、
前記実装面と前記光素子との間に充填され、前記透明樹脂よりも弾性率が低い充填樹脂と、
前記端子と前記側面との間の前記実装面に立設された凸部と、
前記凸部と前記側面との間に設けられ、前記充填樹脂との濡れ性が、前記実装面に対する前記充填樹脂の濡れ性よりも低い部材と、
を有する光デバイス。
【０１００】
（付記２）  上面視したときの前記凸部の幅が、前記光素子の幅以上であることを特徴とする付記１に記載の光デバイス。
【０１０１】
（付記３）  前記部材は、前記凸部と前記側面との間に収容された樹脂片であることを特徴とする付記１に記載の光デバイス。
【０１０２】
（付記４）  平面視したときに、前記凸部は、前記側面に平行なストライプ状であることを特徴とする付記１に記載の光デバイス。
【０１０３】
（付記５）  前記部材の材料はフッ素系樹脂であることを特徴とする付記１に記載の光デバイス。
【０１０４】
（付記６）  基板の表面に導波路を形成する工程と、
前記導波路の先の前記基板に、前記表面よりも位置が低い実装面と、前記実装面と前記表面とを繋ぐ側面とを形成する工程と、
前記側面寄りの前記実装面に凸部を立設する工程と、
前記側面と前記凸部の各々から間隔をおいた部分の前記実装面に端子を形成する工程と、
前記端子を介して前記実装面に光素子を実装する工程と、
前記側面と前記凸部との間に部材を設ける工程と、
前記実装面と前記光素子との間に、前記部材に対する濡れ性が前記実装面に対する濡れ性よりも低い充填樹脂を充填する工程と、
前記充填樹脂を充填する工程の後に、前記導波路を通る光に対して透明な透明樹脂であって、前記充填樹脂の弾性率が前記透明樹脂の弾性率よりも低くなるような樹脂を前記光素子と前記導波路の先端との間に充填し、前記光素子と前記導波路とを前記透明樹脂で光学的に結合させる工程と、
を有する光デバイスの製造方法。
【０１０５】
（付記７）  上面視したときの前記凸部の幅が、前記光素子の幅以上であることを特徴とする付記６に記載の光デバイスの製造方法。
【０１０６】
（付記８）  前記部材を設ける工程において、前記凸部と前記側面との間に前記部材として樹脂片を収容することを特徴とする付記６に記載の光デバイスの製造方法。
【０１０７】
（付記９）  送信光を生成する光デバイスと、
受信光を受信する受信部とを備え、
前記光デバイスは、
表面よりも低い位置に実装面を有すると共に、前記表面と前記実装面とを繋ぐ側面を有する基板と、
前記側面から間隔をおいた部分の前記実装面に端子を介して実装され、前記送信光を生成する光素子と、
前記表面の上に形成され、かつ先端が前記光素子を向いた導波路と、
前記光素子と前記導波路の前記先端との間に充填され、前記送信光に対して透明であり、前記光素子と前記導波路とを光学的に結合する透明樹脂と、
前記実装面と前記光素子との間に充填され、前記透明樹脂よりも弾性率が低い充填樹脂と、
前記端子と前記側面との間の前記実装面に立設された凸部と、
前記凸部と前記側面との間に設けられ、前記充填樹脂との濡れ性が、前記実装面に対する前記充填樹脂の濡れ性よりも低い部材と、
を有する光トランシーバ。
【符号の説明】
【０１０８】
１…光デバイス、２…シリコン基板、３…光素子、４…シリコン導波路、５…活性層、６、９…二酸化シリコン層、１０…SOI基板、１１…端子、１２…側面、１３…透明樹脂、２０…光素子、２０ａ…端面、２１…InP基板、２２…下部クラッド層、２２ａ…メサ部、２３…活性層、２４…上部クラッド層、２５…コンタクト層、２６…電流狭窄層、２７…パッシベーション層、２７ａ…開口、３０…p側電極、４０…SOI基板、４１…シリコン基板、４１ａ…表面、４１ｂ…実装面、４１ｃ…側面、４１ｘ…凸部、４２…二酸化シリコン層、４３…シリコン層、４３ａ〜４３ｃ…シリコン導波路、４３ｄ、４３ｅ…リング導波路、４４…二酸化シリコン層、４５…第１のレジスト層、４６…第２のレジスト層、４８…電極、５０…端子、５２…部材、５３…充填樹脂、５５…透明樹脂、６０…光デバイス、７０…可変波長光源、７１…光素子、７１ａ…端面、７２…高反射膜、７３、７４…ヒータ、７５…部分反射ミラー、７６…位相調整用ヒータ、７７…反射防止膜、７９…可変波長フィルタ、８０…光トランシーバ、８１…変調部、８２…受光部。
【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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