(57)【要約】【課題】小型化、高効率化、良好な放熱性を実現できる光配線デバイスを提供する。【解決手段】実施形態の光配線デバイスは、凸構造を有する半導体基板と、凸構造の上に配置される光素子と、凸構造と光素子との周囲に配置され半導体基板の屈折率より低い屈折率を有する絶縁体と、光素子に光学的に結合される第１の光導波路と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸構造を有する半導体基板と、
前記凸構造の上に配置される光素子と、
前記凸構造と前記光素子との周囲に配置され前記半導体基板の屈折率より低い屈折率を有する絶縁体と、
前記光素子に光学的に結合される第１の光導波路と、
を備えることを特徴とする光配線デバイス。
【請求項２】
前記半導体基板の主面に平行な面内における前記凸構造の幅は、前記半導体基板の主面に平行な面内における前記光素子の幅以下であることを特徴とする請求項１記載の光配線デバイス。
【請求項３】
前記凸構造の底部と前記光素子との距離が、前記光素子が発光または受光する光の波長をλ、前記絶縁体の屈折率をｎとしたときにλ／ｎ以上５λ／ｎ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光配線デバイス。
【請求項４】
前記凸構造と前記光素子との間に配置され、金属、アモルファスシリコンおよび多結晶シリコンからなる第１の群から選択される少なくとも一種類を含むバッファ層をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の光配線デバイス。
【請求項５】
前記光素子はリン化インジウム系化合物半導体およびヒ化ガリウム系化合物半導体を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか一項記載の光配線デバイス。
【請求項６】
前記第１の光導波路が前記光素子の上に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか一項記載の光配線デバイス。
【請求項７】
前記第１の光導波路は、アモルファスシリコン、多結晶シリコンおよび結晶シリコンからなる第２の群から選択される少なくとも一種類のシリコン材料を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６いずれか一項記載の光配線デバイス。
【請求項８】
前記光素子に電気的に接続される電気配線をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項７いずれか一項記載の光配線デバイス。
【請求項９】
前記光素子を駆動するための電子回路をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項８いずれか一項記載の光配線デバイス。
【請求項１０】
誘電体または有機物からなり前記第１の光導波路と光学的に結合される第２の光導波路をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項９いずれか一項記載の光配線デバイス。
【請求項１１】
第１の凸構造と、第２の凸構造と、を有する半導体基板と、
前記第１の凸構造の上に配置される発光素子と、
前記第２の凸構造の上に配置される受光素子と、
前記第１の凸構造と前記第２の凸構造と前記発光素子と前記受光素子との周囲に配置され前記半導体基板の屈折率より低い屈折率を有する絶縁体と、
前記発光素子および前記受光素子に光学的に結合される光導波路と、
前記発光素子および前記受光素子に電気的に接続される電気配線と、
前記発光素子および前記受光素子を駆動するための電子回路と、
を備えることを特徴とする光配線デバイス。
【請求項１２】
前記半導体基板の主面に平行な面内における前記第１の凸構造の幅は、前記半導体基板の主面に平行な面内における前記発光素子の幅以下であることを特徴とする請求項１１記載の光配線デバイス。
【請求項１３】
前記半導体基板の主面に平行な面内における前記第２の凸構造の幅は、前記半導体基板の主面に平行な面内における前記受光素子の幅以下であることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の光配線デバイス。
【請求項１４】
前記第１の凸構造の底部と前記発光素子との距離または前記第２の凸構造の底部と前記受光素子との距離が、前記発光素子が発光または前記受光素子が受光する光の波長をλ、前記絶縁体の屈折率をｎとしたときにλ／ｎ以上５λ／ｎ以下であることを特徴とする請求項１１ないし請求項１３いずれか一項記載の光配線デバイス。
【請求項１５】
前記第１の凸構造と前記発光素子との間または前記第２の凸構造と前記受光素子との間に配置され、金属、アモルファスシリコンおよび多結晶シリコンからなる第１の群から選択される少なくとも一種類を含むバッファ層をさらに備えることを特徴とする請求項１１ないし請求項１４いずれか一項記載の光配線デバイス。
【請求項１６】
前記発光素子および前記受光素子は、リン化インジウム系化合物半導体およびヒ化ガリウム系化合物半導体であり、同一の層構造を有することを特徴とする、請求項１１ないし請求項１５いずれか一項記載の光配線デバイス。
【請求項１７】
半導体基板上に凸構造を形成し、
前記凸構造の周囲に第１の絶縁体を形成し、
下地基板上に光素子を形成し、
前記光素子が形成された前記下地基板と、前記凸構造と前記第１の絶縁体とが形成された前記半導体基板とを接合して、前記凸構造上に前記光素子を形成し、
前記下地基板を除去し、
前記光素子上に第２の絶縁体を形成し、
前記第２の絶縁体を平坦化し、
前記光素子に光学的に結合する光導波路を形成し、
前記光素子に電気的に接続される電気配線を形成することを特徴とする光配線デバイスの製造方法。
【請求項１８】
前記下地基板上に光素子を形成する際に、前記光素子上にアモルファスシリコンまたは多結晶シリコンからなる第１のバッファ層を形成し、前記第１のバッファ層を平坦化することを特徴とする請求項１７記載の光配線デバイスの製造方法。
【請求項１９】
前記下地基板上に光素子を形成する際に、前記光素子上に金属からなる第２のバッファ層を形成し、
前記凸構造の周囲に第１の絶縁体を形成する際に、前記凸構造上に金属からなる第３のバッファ層を形成することを特徴とする請求項１７記載の光配線デバイスの製造方法。
【請求項２０】
前記下地基板上に光素子を形成する際に、前記光素子上にアモルファスシリコンまたは多結晶シリコンからなる第１のバッファ層を形成し、前記第１のバッファ層を平坦化し、前記平坦化された第１のバッファ層上に金属からなる第２のバッファ層を形成し、
前記凸構造の周囲に第１の絶縁体を形成する際に、前記凸構造上に金属からなる第３のバッファ層を形成することを特徴とする請求項１７記載の光配線デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光配線デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩの集積密度が高くなることに伴い、内部回路パターンの微細化が進んでいる。この微細化に伴い、配線断面積が減少することにより配線抵抗が増大し、隣接する配線との間隔が狭くなることにより配線間の容量が増大する。
【０００３】
その結果、配線抵抗と配線容量で決定される配線遅延時間が増大し、更なるＬＳＩの高速化が困難となってくる。また、ＬＳＩ内部のマルチコア化やメモリ３次元集積化が進むにつれ、コア間やコア―メモリ間での大容量伝送が必要不可欠となっており、電気による伝送速度がＬＳＩ高性能化のボトルネックとなっている。
【０００４】
このようなＬＳＩの高密度化に伴う配線遅延の問題を解決する技術として、電気信号を光信号に置き換える光配線技術が注目されている。光配線技術は、金属配線のかわりに光導波路を用いて信号伝送する方式であり、上記のような微細化に伴う配線抵抗や配線間容量の増大が発生せず、更なる動作速度の高速化が期待できる。たとえば、各機能ブロックによる信号処理は電気でおこなわれ、各機能ブロック間の信号伝送は光信号でおこなわれる光電気混載ＬＳＩが提案されている。
【０００５】
光配線技術において光源として使用する半導体レーザに関して、従来の光通信で用いられてきた素子ではサイズが幅数μｍ、長さ１００μｍである。そのため、ＬＳＩのトランジスタや配線ピッチに比べて非常に巨大であることから、電気配線を光配線へ置き換えることの大きな阻害要因となっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｔｈｉｊｓ  Ｓｐｕｅｓｅｎｓ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  ａｎ  ＩｎＰ−ｂａｓｅｄ  ｍｉｃｒｏｄｉｓｋ  ｌａｓｅｒ  ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｌｙ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｗｉｔｈ  ＳＯＩ”，Ｇｒｏｕｐ  ＩＶ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ（２００９），ｐｐ２０２−２０４，ＦＡ３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、小型化、高効率化、良好な放熱性を実現できる光配線デバイスおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の光配線デバイスは、凸構造を有する半導体基板と、凸構造の上に配置される光素子と、凸構造と光素子との周囲に配置され半導体基板の屈折率より低い屈折率を有する絶縁体と、光素子に光学的に結合される第１の光導波路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の光配線デバイスの模式図。
【図２】第１の実施形態の光配線デバイスの模式断面図。
【図３】第１の実施形態の光配線デバイスの製造方法を示す模式図。
【図４】第２の実施形態の光配線デバイスの模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
以下の説明において、「上」とは図面の上方向、また「下」とは図面の下方向を示しているものであり、重力の向きとは関係がない。
【００１２】
（第１の実施形態）
本実施形態の光配線デバイスは、凸構造を有する半導体基板と、凸構造の上に配置される光素子と、凸構造と光素子との周囲に配置され半導体基板の屈折率より低い屈折率を有する絶縁体と、光素子に光学的に結合される第１の光導波路と、を備える。
【００１３】
図１は、第１の実施形態の光配線デバイス１００の模式断面図である。
【００１４】
半導体基板１０は、後述する絶縁体３０よりも高い熱伝導率を有することが好ましい。たとえば、Ｓｉ（シリコン）からなる基板は、半導体基板１０として好ましく用いられる。
【００１５】
半導体基板１０は、凸構造１２を有する。図１においては、凸構造１２の、半導体基板１０の主面に平行な断面の形状は円である。しかし、かかる断面の形状は円に限定されるものではなく、正方形・長方形・楕円など他の形状であっても好ましく用いることができる。また、凸構造１２の上面は、半導体基板１０の主面に平行であることが好ましい。
【００１６】
光素子４０は、凸構造１２の上に配置される。ここで光素子４０は、たとえば発光素子または受光素子である。光素子４０は、少なくとも光を発光または受光する活性層を備える。発光素子としては、たとえば、小型光源としてマイクロリング構造の共振器を用いたマイクロリングレーザーや、小型光源としてマイクロディスク構造の共振器を用いたマイクロディスクレーザーが好ましく用いられる。また、光素子４０の下面は、半導体基板１０の主面に平行であることが好ましい。
【００１７】
光素子の形状としては、公知の形状を好ましく用いることができる。また、リン化インジウム系化合物半導体（ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＡｓ）またはヒ化ガリウム系化合物半導体（ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ）は、高効率化・低消費エネルギー化の観点から光素子として好ましく用いることができる。
【００１８】
絶縁体３０は、凸構造１２と光素子４０の周囲に配置される。絶縁体３０の屈折率は、半導体基板１０の屈折率より低い。たとえば、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）は、絶縁性を有しかつＳｉより低い屈折率を有することから、本実施の形態の絶縁体３０として好ましく用いられる。
【００１９】
第１の光導波路５０は、光素子４０に光学的に結合または分布結合的に光学結合されるものである。かかる第１の光導波路５０は、アモルファスシリコン、多結晶シリコンおよび結晶シリコンからなる第２の群から選択される少なくとも一種類のシリコン材料を備えることが、高い屈折率を有することから好ましい。
【００２０】
光配線デバイス１００には、誘電体または有機物からなり第１の光導波路と光学的に結合される、図示しない第２の導波路がさらに備えられていてもよい。ここで、第２の光導波路５２に用いられる誘電体としては、第１の光導波路とは異なり、たとえば窒素酸化シリコンまたは石英にＰ（リン）やＢ（ホウ素）をドープしたものが好ましく用いられる。また、第２の光導波路５２に用いられる有機物としては、たとえばポリイミドが好ましく用いられる。
【００２１】
下部電極６０は、光素子４０の下部に電気的に接続される。上部電極６１は、光素子４０の上部に電気的に接続される。下部電極６０および上部電極６１は、いずれも電気配線である。電気配線は、たとえばＡｕＺｎ合金またはＡｕＧｅ合金により形成されることが好ましい。
【００２２】
光配線デバイス１００は、光素子４０を駆動するための図示しない電子回路を備えていてもよい。
【００２３】
半導体基板の主面に平行な面内における凸構造の幅Ｗ２は、半導体基板の主面に平行な面内における光素子の幅Ｗ１以下であることが好ましい。ここで、光素子の幅Ｗ１は、光素子４０の活性層内においてとる。一方、Ｗ１に比べてＷ２があまりにも小さすぎると光素子４０の放熱性が悪くなるため、Ｗ２がＷ１の１／４より大きいことが好ましい。
【００２４】
より好ましくは、Ｗ１が１０μｍ程度の場合には、Ｗ２は８μｍ程度である。また、Ｗ１が５０μｍ程度の場合には、Ｗ２は４６μｍ程度である。さらに、光素子４０が発光または受光する光の、凸構造１２への吸収を防止するため、光素子４０の端部から半導体基板１０の主面に対して垂直に引いた線の内側に、凸構造１２全体が配置されていることが好ましい。
【００２５】
バッファ層２０は、凸構造１２と光素子４０との間に配置される。バッファ層２０は、金属、アモルファスシリコンおよび多結晶シリコンからなる第１の群から選択される少なくとも一種類を備える。
【００２６】
また、バッファ層２０は、金属からなる層、アモルファスシリコンからなる層または多結晶シリコンからなる層を、複数備えることができる。
【００２７】
凸構造１２の底部と光素子４０との距離ｈは、光素子４０が発光または受光する光が半導体基板１０へ吸収されることを防止するため、λ／ｎ以上であることが好ましい。ここでλは光素子４０が発光または受光する光の波長であり、ｎは絶縁体３０の屈折率である。一方あまりにもｈが大きすぎると、光素子４０から生じた熱が凸構造１２を通じて半導体基板１０へ伝わりづらくなる。そのため、ｈは５λ／ｎ以下、さらに好ましくは２λ／ｎ以下であることが好ましい。なお、バッファ層２０が配置される場合には、距離ｈはバッファ層２０の厚みを含む。
【００２８】
図２は、第１の実施形態の光配線デバイス１００において、光素子４０に対する、第１の光導波路５０の好ましい配置を示した模式断面図である。図２（ａ）のように第１の光導波路５０が光素子４０の上に配置される実施形態、図２（ｂ）のように第１の光導波路５０が光素子４０の横に配置される実施形態、図２（ｃ）のように第１の光導波路５０が光素子４０の下に配置される実施形態のいずれも好ましく用いることができる。
【００２９】
図２（ａ）のように第１の光導波路５０が光素子４０の上に配置される実施形態は、光素子から取り出される光の量を容易に制御しやすいことから、特に好ましく用いることができる。このとき、光素子４０と第１の光導波路５０との間に、屈折率の低い層、たとえば絶縁体３０からなる層が、たとえば３０ｎｍないし５０ｎｍ程度設けられていると、光素子４０から第１の光導波路５０に取り出される光の量を容易に制御することができるため、特に好ましい。
【００３０】
図３は、本実施形態の光配線デバイス１００の製造方法を示す模式図である。まず、図３（ａ）に示した半導体基板１０上に、図３（ｂ）のように、たとえばリソグラフィにより、凸構造１２を形成する。次に、図３（ｃ）のように凸構造１２の周囲に第１の絶縁体３２を形成する。
【００３１】
次に、図３（ｄ）のように、光素子４０が形成された下地基板８０と、凸構造１２と第１の絶縁体３２とが形成された半導体基板１０とを接合する。接合の方法としては、たとえば、表面に酸素プラズマまたはアルゴンプラズマを放射し、その後重ね合わせることが好ましい。また、接合の際に熱を加えながら荷重をかけると、強固に接合をおこなうことができるため、さらに好ましい。
【００３２】
また、光素子４０上には、接合の前に、アモルファスシリコンまたは多結晶シリコンからなる第１のバッファ層２２を形成し、形成した第１のバッファ層２２を平坦化することが、光素子４０の放熱性を保ちつつ光素子４０の凸構造１２への接着性を向上させる観点から好ましい。
【００３３】
また、光素子４０上には、接合の前に、金属からなる第２のバッファ層２４を形成することが、光素子４０の放熱性を保ちつつ光素子４０の凸構造１２への接着性を向上させる観点から好ましい。
【００３４】
また、光素子４０上には、接合の前に、アモルファスシリコンまたは多結晶シリコンからなる第１のバッファ層２２を形成し、形成した第１のバッファ層２２を平坦化し、平坦化された第１のバッファ層２２上に金属からなる第２のバッファ層２４を形成することが、光素子４０の放熱性を保ちつつ光素子４０の凸構造１２への接着性を向上させる観点から好ましい。
【００３５】
また、凸構造１２が形成された半導体基板１０上には、接合の前に、金属からなる第３のバッファ層２６を形成することが、光素子４０の放熱性を保ちつつ光素子４０の凸構造１２への接着性を向上させる観点から好ましい。
【００３６】
ここで、かかる平坦化は、それぞれ化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭＰ）などによりおこなわれることが好ましい。
【００３７】
第１のバッファ層２２と第２のバッファ層２４と第３のバッファ層２６全体で、バッファ層２０を構成する。なお、バッファ層２０の組み合わせや材料は、上記のものに限らず、公知のバッファ層の組み合わせや材料をいずれも好ましく用いることができる。
【００３８】
次に、図３（ｅ）のように、下地基板８０を除去する。次に、第１のバッファ層２２と第２のバッファ層２４と第３のバッファ層２６と光素子４０の形状を、たとえばフォトリソグラフィーにより、所定のものとする。次に、図３（ｆ）のように、光素子４０と第１の絶縁体３２との上に、第２の絶縁体３４を形成し、第２の絶縁体３４の上部を平坦化する。第１の絶縁体３２と第２の絶縁体３４とで絶縁体３０を構成する。
【００３９】
次に、図３（ｇ）のように、光素子４０の下部に電気的に接続される下部電極６０と、光素子４０の上部に電気的に接続される上部電極６１を形成する。また、第２の絶縁体３４上に、光素子４０に光学的に結合する第１の光導波路５０を形成する。これにより、光配線デバイス１００を完成させる。
【００４０】
以下、本実施形態の作用および効果について説明する。
【００４１】
たとえば、有機物や酸化物等の放熱性が劣る層を介して半導体基板１０上に光素子４０が配置されると、光素子４０から発生する熱がうまく放熱されないことから、光素子４０の温度が上昇してしまうという問題がある。
【００４２】
たとえば、表面が平坦で凸構造１２を有しない半導体基板１０上に直接光素子４０を配置すると、半導体基板１００が高い放熱性を有することから、光素子４０の発光効率は向上する。しかし、半導体基板１００の屈折率が高いことから、光素子４０から生じる光が半導体基板１００に放射してしまい、光導波路にうまく導くことができないという問題がある。
【００４３】
特に、光素子４０が小型化されるにつれて、光素子４０から生じる光は、光素子４０の内部に閉じ込められずに、光素子４０の外部に漏れるようになる。光素子４０が直接凸構造１２のない半導体基板１００上に配置されている場合には、この漏れた光は半導体基板１００に容易に放射してしまう。結果として、光素子４０を小型化することが難しいという問題がある。
【００４４】
光素子４０が凸構造１２の上に配置されると、凸構造１２は半導体からなるため、光素子４０から発生する熱がうまく凸構造１２を介して半導体基板１０へと放熱される。したがって、光素子４０の発光効率が向上する。
【００４５】
また、凸構造１２および光素子４０の周囲に、半導体基板１００の屈折率より低い屈折率を有する絶縁体３０を配置すると、光素子４０から生じた光が半導体基板１００に放射しにくくなる。そのため、光素子４０を小型化することができる。また、光素子４０の発光効率をさらに向上させることができる。
【００４６】
金属、アモルファスシリコンおよび多結晶シリコンはいずれも高い弾性を有することから、バッファ層２０を介して、光素子４０を良好に凸構造１２上に接合することができる。また、金属、アモルファスシリコンおよび多結晶シリコンはいずれも高い熱伝導性を有することから、光素子４０から発生した熱を、バッファ層２０を通して、凸構造１２へうまく拡散させることができる。
【００４７】
アモルファスシリコン、多結晶シリコンまたは結晶シリコンからなる光導波路の伝播損失は１ｄＢ／ｃｍ以上と大きい。そのため、このようなシリコンからなる光導波路は、光配線化のメリットが顕著になる数ｃｍ〜数十ｃｍ以上の比較的長距離の光配線には適していない。そこで、誘電体や有機物からなる第２の光導波路をあわせてもちいることにより、低損失で大容量の信号伝送が可能となる。
【００４８】
以上述べた本実施形態の光配線デバイスによれば、小型化、高効率化、良好な放熱性を実現できる光配線デバイスおよびその製造方法を提供することが可能となる。
【００４９】
（第２の実施形態）
本実施形態の光配線デバイス２００は、第１の凸構造と、第２の凸構造と、を有する半導体基板と、第１の凸構造の上に配置される発光素子と、第２の凸構造の上に配置される受光素子と、第１の凸構造と第２の凸構造と発光素子と受光素子との周囲に配置され半導体基板の屈折率より低い屈折率を有する絶縁体と、発光素子および受光素子に光学的に結合される光導波路と、発光素子および受光素子に電気的に接続される電気配線と、発光素子および受光素子を駆動するための電子回路と、を備える光配線デバイスである。ここで、第１の実施形態と重複する点については、記載を省略する。
【００５０】
図４は、第２の実施形態の光配線デバイス２００の模式断面図である。
【００５１】
半導体基板１０は、第１の凸構造１４と第２の凸構造１６とを有する。第１の凸構造１４の上には発光素子４２が配置されている。また、第２の凸構造１６の上には受光素子４４が配置されている。発光素子４２と受光素子４４を凸構造の上に配置する場合には、第１の凸構造１４の上に発光素子４２、第２の凸構造１６の上に受光素子４４を配置すると、発光素子から発せられた熱が受光素子に伝わりにくくなるため、特に好ましい。なお、第１の凸構造１４と発光素子４２の間または第２の凸構造１６と受光素子４４との間には、バッファ層２０が配置されていてもよい。
【００５２】
発光素子の層構造と受光素子の層構造は、発光素子と受光素子との両方を一回のエピタキシャル成長で簡便に作製できることから、同一であることが好ましい。
【００５３】
発光素子４２と受光素子４４と凸構造１２との周囲には、絶縁体３０が配置されている。また、発光素子４２と受光素子４４それぞれに、下部に接続される下部電極６０と上部に接続される上部電極６１が配置されている。下部電極６０と上部電極６１は、いずれも電気配線である。第１の電子回路７０は、電気配線により発光素子４２と電気的に接続されている。また、第２の電子回路７２は、電気配線により受光素子４４と電気的に接続されている。ここで、第１の電子回路７０および第２の電子回路７２は、たとえばＬＳＩである。
【００５４】
第１の光導波路５０Ａと５０Ｂは、発光素子４２と受光素子４４に光学的に結合される。さらに、第１の光導波路５０Ａと５０Ｂに光学的に結合する、第２の光導波路５２が配置されている。
【００５５】
図４においては、第１の電子回路７０にて処理された信号が、発光素子４２により第１の光導波路５０Ａに伝送される。かかる信号は、第２の光導波路５２と第１の光導波路５０Ｂとにより、受光素子４４を通じて第２の電子回路７２に伝送される。
【００５６】
本実施形態によれば、電子回路と発光素子と受光素子と光導波路を集積化して、数十ｃｍ以上の長距離に位置する電子回路同士であっても、低損失の光配線を備える光配線デバイスが実現可能となる。
【００５７】
以上述べた少なくとも一つの実施形態の光配線デバイスによれば、凸構造を有する半導体基板と、凸構造の上に配置される光素子と、凸構造と光素子との周囲に配置され半導体基板の屈折率より低い屈折率を有する絶縁体と、光素子に光学的に結合される第１の光導波路と、を備えることにより、小型化、高効率化、良好な放熱性を実現できる光配線デバイスの提供が可能となる。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、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及び実施例は、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。これら実施形態や実施例及びその変形は、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】
【００５９】
１０      半導体基板
１２      凸構造
１４      第１の凸構造
１６      第２の凸構造
２０      バッファ層
２２      第１のバッファ層
２４      第２のバッファ層
２６      第３のバッファ層
３０      絶縁体
３２      第１の絶縁体
３４      第２の絶縁体
４０      光素子
４２      発光素子
４４      受光素子
５０      第１の光導波路
５２      第２の光導波路
６０      下部電極
６１      上部電極
７０      第１の電子回路
７２      第２の電子回路
８０      下地基板
１００    光配線デバイス
２００    光配線デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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