(57)【要約】【課題】半導体素子と光導波路素子とを備える光半導体装置であって光半導体素子と光導波路素子との厳しい位置精度の位置合わせが比較的に簡易に行える光半導体装置の製造方法と、この製造方法によって製造される光半導体装置とを提供する。【解決手段】光半導体素子１と光導波路素子９０と複数のガイドピンＴＰとを備える光半導体装置１００であって、光半導体素子１の複数の凹部Ｈａのそれぞれの中心軸Ｈａ４と光導波路素子９０の複数の孔部９１ｃのそれぞれの中心軸９１ｃ１とが同軸となるように、光半導体素子１と光導波路素子９０とが配置されている場合に、光半導体素子１の光信号路１ａ等と光導波路素子９０の光信号路９３ａ等とが重なっており、同軸上にある孔部９１ｃ及び凹部Ｈａの全ての組それぞれにガイドピンＴＰを挿入することによって光半導体素子１と光導波路素子９０とを位置決めする。【選択図】図１
2015111260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光半導体素子と光導波路素子とを備える光半導体装置の製造方法であって、
前記光半導体素子と前記光導波路素子とを用意する第１の工程と、
前記光半導体素子の第１の光信号路と前記光導波路素子の第２の光信号路とを重ねるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子との位置決めをする第２の工程と、
前記光半導体素子と前記光導波路素子とを接合する第３の工程と、
を備え、
前記光半導体素子は、基板と複数の凹部と第１の主面と第１の裏面とを備え、
前記複数の凹部のそれぞれは、ガイドピンを嵌め込むために設けられ、前記第１の主面に設けられ、前記第１の主面から前記基板に至るまで延びており、
前記複数の凹部のそれぞれの第１の中心軸は、前記第１の主面に直交し、
前記光導波路素子は、複数の孔部と第２の主面と第２の裏面とを備え、
前記複数の孔部のそれぞれは、前記ガイドピンを挿入するために設けられ、前記第２の主面から前記第２の裏面に貫通し、
前記複数の孔部のそれぞれの第２の中心軸は、前記第２の裏面に直交し、
前記第１の主面と前記第２の裏面とが対向するように、更に、前記複数の凹部のそれぞれの前記第１の中心軸と前記複数の孔部のそれぞれの前記第２の中心軸とが同軸となるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子とが配置されている場合に、前記光半導体素子の前記第１の光信号路と前記光導波路素子の前記第２の光信号路とが重なり、
前記第２の工程では、
前記第１の主面と前記第２の裏面とが対向するように、更に、前記複数の凹部のそれぞれの前記第１の中心軸と前記複数の孔部のそれぞれの前記第２の中心軸とが同軸となるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを配置し、同軸上にある前記孔部及び前記凹部の全ての組それぞれに前記ガイドピンを挿入することによって、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを位置決めする、光半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記凹部は、第１領域と第２領域とを備え、
前記第１領域、前記第２領域は、前記第１の主面から前記第１の裏面に向けて順に配置され、
前記第１領域と前記第２領域とは、接しており、
前記第１の主面における前記凹部の開口は、前記第１領域に含まれ、
前記凹部の第１の端部は、前記第２領域に含まれ、
前記第１領域は、前記第１領域と前記第２領域との境界面から前記第１の主面に向けて、前記第１領域の径が大きくなるテーパ形状を備え、
前記第２領域は、前記境界面から前記第１の端部に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、
前記ガイドピンは、第２の端部を備え、
前記第２の端部は、前記第２の端部の端面に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、
前記第１領域のテーパ形状は、前記第２の端部のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、
前記第２の端部のテーパ形状は、前記第２領域のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、
前記第２の工程において、同軸上にある前記孔部及び前記凹部に前記ガイドピンが挿入される場合に、このガイドピンは前記孔部に接すると共に、このガイドピンの前記第２の端部は前記境界面において前記凹部に接し、
前記境界面は、前記基板の内部に配置されている、請求項１に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項３】
光半導体素子と光導波路素子とを備える光半導体装置の製造方法であって、
前記光半導体素子と前記光導波路素子とを用意する第１の工程と、
前記光半導体素子の第１の光信号路と前記光導波路素子の第２の光信号路とを重ねるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子との位置決めをする第２の工程と、
前記光半導体素子と前記光導波路素子とを接合する第３の工程と、
を備え、
前記光半導体素子は、基板と複数の凹部と第１の主面と第１の裏面とを備え、
前記複数の凹部のそれぞれは、ガイドピンを嵌め込むために設けられ、前記第１の主面に設けられ、前記第１の主面から前記基板に至るまで延びており、
前記光導波路素子は、複数の孔部と第２の主面と第２の裏面とを備え、
前記複数の孔部のそれぞれは、前記ガイドピンを挿入するために設けられ、前記第２の主面から前記第２の裏面に貫通し、
前記第１の主面と前記第２の裏面とが対向するように、更に、前記複数の凹部のそれぞれの第１の中心軸と前記複数の孔部のそれぞれの第２の中心軸とが同軸となるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子とが配置されている場合に、前記光半導体素子の前記第１の光信号路と前記光導波路素子の前記第２の光信号路とが重なり、
前記第２の工程は、
前記光半導体素子の前記複数の凹部のそれぞれに複数の前記ガイドピンのそれぞれを嵌め込む工程と、
前記第２の裏面を前記第１の主面に向けて、前記複数の凹部のそれぞれに嵌め込まれている複数の前記ガイドピンのそれぞれを前記複数の孔部のそれぞれに挿入することによって、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを位置決めする工程とを含む、光半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記凹部は、第１領域と第２領域とを備え、
前記第１領域、前記第２領域は、前記第１の主面から前記第１の裏面に向けて順に配置され、
前記第１領域と前記第２領域とは、接しており、
前記第１の主面における前記凹部の開口は、前記第１領域に含まれ、
前記凹部の第１の端部は、前記第２領域に含まれ、
前記第１領域は、前記第１領域と前記第２領域との境界面から前記第１の主面に向けて、前記第１領域の径が大きくなるテーパ形状を備え、
前記第２領域は、前記境界面から前記第１の端部に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、
前記ガイドピンは、第２の端部を備え、
前記第２の端部は、前記第２の端部の端面に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、
前記第１領域のテーパ形状は、前記第２の端部のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、
前記第２の端部のテーパ形状は、前記第２領域のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、
前記第２の工程において、前記凹部に前記ガイドピンが嵌め込まれる場合に、このガイドピンは前記孔部に接すると共に、このガイドピンの前記第２の端部は前記境界面において前記凹部に接し、
前記境界面は、前記基板の内部に配置されている、請求項３に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記光半導体素子は、電気配線構造を備え、
前記電気配線構造は、前記基板の上に設けられ、電気配線部と防湿構造とを備え、
前記防湿構造は、前記電気配線部と前記凹部との間に設けられ、前記凹部を囲んでいる、請求項１〜４の何れか一項に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項６】
光半導体素子と光導波路素子と複数のガイドピンとを備え、
前記光半導体素子は、複数の凹部と基板とを備え、
前記光導波路素子は、前記光半導体素子の主面の上に設けられ、複数の孔部を備え、
前記複数の凹部の数は、前記複数のガイドピンの数と同数であり、
前記複数の孔部の数は、前記複数のガイドピンの数と同数であり、
前記複数のガイドピンと前記複数の孔部とは、前記主面に交差する方向に延びており、
前記複数の孔部は、前記光導波路素子を前記方向に沿って貫通し、
前記複数の凹部は、前記主面から前記基板に至るまで延びており、
前記複数の凹部のそれぞれは、前記複数の孔部の何れか一つに連結し、
互いに連結している前記凹部及び前記孔部の組の全てに対し、前記複数のガイドピンのそれぞれが挿入されており、
互いに連結している前記凹部及び前記孔部のそれぞれの中心軸は同軸であり、
前記複数のガイドピンのそれぞれの中心軸は、前記複数のガイドピンのそれぞれが挿入され互いに連結している前記凹部及び前記孔部のそれぞれの中心軸と同軸であり、
前記光半導体素子の第１の光信号路と、前記光導波路素子の第２の光信号路とは重なっている、光半導体装置。
【請求項７】
前記凹部は、第１領域と第２領域とを備え、
前記第１領域、前記第２領域は、前記主面から裏面に向けて順に配置され、
前記第１領域と前記第２領域とは、接しており、
前記主面における前記凹部の開口は、前記第１領域に含まれ、
前記凹部の第１の端部は、前記第２領域に含まれ、
前記第１領域は、前記第１領域と前記第２領域との境界面から前記主面に向けて、前記第１領域の径が大きくなるテーパ形状を備え、
前記第２領域は、前記境界面から前記第１の端部に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、
前記ガイドピンは、第２の端部を備え、
前記第２の端部は、前記第２の端部の端面に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、
前記第１領域のテーパ形状は、前記第２の端部のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、
前記第２の端部のテーパ形状は、前記第２領域のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、
前記ガイドピンは、前記孔部に接し、
前記ガイドピンの前記第２の端部は、前記境界面において前記凹部に接し、
前記境界面は、前記基板の内部に配置されている、請求項６に記載の光半導体装置。
【請求項８】
前記光半導体素子は、電気配線構造を備え、
前記電気配線構造は、前記基板の上に設けられ、電気配線部と防湿構造とを備え、
前記防湿構造は、前記電気配線部と前記凹部との間に設けられ、前記凹部を囲んでいる、請求項６又は請求項７に記載の光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体装置の製造方法、及び、光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、シリコン・フォトニクスプラットフォーム（silicon  photonics  platform）上で各種のフォトニックデバイス（photonic  device）を集積化するための方法を開示している。この方法は、パターン化したＳｉ導波路構造を含むＳｉデバイスを備えたＳｉベースのフォトニクス基板を用意する工程と、誘電体層、例えば、ＳｉＯ２層を、平坦化したＳｉベースのフォトニクス基板の上部に堆積する工程と、適切なエッチング深さで溝を誘電体層にエッチング形成することによってフォトニクス基板のパターン化したＳｉ導波路構造を露出させる工程と、露出した導波路を選択エッチングすることによってＧｅ成長用のテンプレートを作成し、薄いＳｉ層をＧｅ成長用の種結晶層として残す工程と、意図的なＧｅ過成長を伴って、種結晶層からＧｅを選択成長させる工程と、Ｇｅ表面を平坦化し、１００［ｎｍ］〜５００［ｎｍ］の減少した厚さを持つＧｅ層を残す工程とを含む。
【０００３】
特許文献２は、光変調器と、この光変調器を含む光送信器とを開示している。光変調器は、光入出力部と、光導波路と、位相遷移器とを備える。光入出力部は、垂直回折格子型グレーティングカプラ（Grating  Coupler、以下でＧ．Ｃ．という場合がある）または傾斜型Ｇ．Ｃ．を含み、変調されていない入力光信号を受信し、この入力光信号を第１光信号と第２光信号とに分け、第１及び第２光信号を光導波路の第１及び第２経路にそれぞれ伝送する。位相遷移器は、第１及び第２経路のうち少なくとも１つに位置しており、第１経路に伝送される第１光信号及び第２経路に伝送される第２光信号のうち少なくとも１つの光信号の位相を電気信号を用いて変調し、変調後の光信号を位相変調信号として出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５６８６９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３３３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、Ｓｉ‐ＣＭＯＳ  ＩＣの微細加工の技術を用いてＳＯＩ（Silicon  On  Insulator）基板の上のＳｉ層を加工することによって得られる光導波路及び変調器等の光導波路素子を備えた光半導体素子の商用化が進んでいる。例えば、ＳＯＩ基板上のＳｉ層を加工することによって光導導波路、変調器及びグレーティングカプラを作製し、更に、光導波路、変調器及びＧ．Ｃ．の上にＧｅ層と配線構造とを形成することによってＰＩＮ受光素子を形成し、複数のＰＩＮ受光素子をモノリシック（monolithic）に集積し、複数のＰＩＮ受光素子に対し相互に必要な配線を施した光半導体素子を形成する技術が知られており、この技術を用いた光送信機及び光受信機も知られている。この光半導体素子では、外部（光ファイバ）との間の光の入出力が、Ｓｉ層に形成されたＧ．Ｃ．を介して光半導体素子の表面において行われるので、光ファイバは、光半導体素子の表面に接続される。このような光半導体素子の商用化のためには、Ｓｉ‐ＣＭＯＳ  ＩＣの微細加工の技術を安価に使用し、製品を安く製作できるようにするために、この光半導体素子がＳｉ‐ＣＭＯＳ  ＩＣ  Ｆａｂの通常の設計ルール・生産プロセスに乗って製作できる点（Si-CMOS  Process  Compatibility）が重要となり、従って、用いられる素子構造及び生産プロセスは、ＣＭＯＳ  ＩＣに類似したものとなる。
【０００６】
上記の光半導体素子を利用した光トランシーバにおいて、高速・長距離の通信を行おうとすると、上記光半導体素子に接続する光導波路素子の光ファイバは、光ファイバのモード分散による伝送波形の劣化を防止するために、シングルモード光ファイバである。遠距離の光通信用の１．３［μｍ］〜１．６［μｍ］の近赤外光を用いる場合、シングルモード光ファイバのコア径は、８［μｍ］程度である。そのため、光半導体素子とシングルモード光ファイバとの間で、光学的な結合を良好に行おうとすると、Ｇ．Ｃ．の入射光、出射光のモードサイズも８［μｍ］程度となるように設計される。この場合、光半導体素子と、シングルモード光ファイバを備えた光導波路素子との光学的な位置合わせは、最良点の位置に対し、通常では、±２［μｍ］以下の程度の厳しい精度で行う必要がある。従来、この光学的な位置合わせでは、いわゆるアクティブアラインメント（active  alignment）の方法が用いられる。すなわち、アクティブアラインの方法では、実際に光導波路素子から光半導体素子に光を出射し、又は、光半導体素子から光導波路素子に光を出射しつつ、光半導体素子と光導波路素子との位置を調整しながら、光半導体素子と光導波路素子との光結合が最大となる点を見出し、その点で光半導体素子と光導波路素子とを樹脂、ソルダ（solder）、その他の方法で固定する。しかし、アクティブアラインの方法は、光半導体素子と光導波路素子とのアラインメント（alignment）に手間及び時間がかかる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記の事項を鑑みてなされたものであり、光半導体素子と光導波路素子とを備える光半導体装置であって光半導体素子と光導波路素子との厳しい位置精度の位置合わせが比較的に簡易に行える光半導体装置の製造方法と、この製造方法によって製造される光半導体装置とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光半導体装置の製造方法は、光半導体素子と光導波路素子とを備える光半導体装置の製造方法であって、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを用意する第１の工程と、前記光半導体素子の第１の光信号路と前記光導波路素子の第２の光信号路とを重ねるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子との位置決めをする第２の工程と、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを接合する第３の工程と、を備え、前記光半導体素子は、基板と複数の凹部と第１の主面と第１の裏面とを備え、前記複数の凹部のそれぞれは、ガイドピンを嵌め込むために設けられ、前記第１の主面に設けられ、前記第１の主面から前記基板に至るまで延びており、前記複数の凹部のそれぞれの第１の中心軸は、前記第１の主面に直交し、前記光導波路素子は、複数の孔部と第２の主面と第２の裏面とを備え、前記複数の孔部のそれぞれは、前記ガイドピンを挿入するために設けられ、前記第２の主面から前記第２の裏面に貫通し、前記複数の孔部のそれぞれの第２の中心軸は、前記第２の裏面に直交し、前記第１の主面と前記第２の裏面とが対向するように、更に、前記複数の凹部のそれぞれの前記第１の中心軸と前記複数の孔部のそれぞれの前記第２の中心軸とが同軸となるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子とが配置されている場合に、前記光半導体素子の前記第１の光信号路と前記光導波路素子の前記第２の光信号路とが重なり、前記第２の工程では、前記第１の主面と前記第２の裏面とが対向するように、更に、前記複数の凹部のそれぞれの前記第１の中心軸と前記複数の孔部のそれぞれの前記第２の中心軸とが同軸となるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを配置し、同軸上にある前記孔部及び前記凹部の全ての組それぞれに前記ガイドピンを挿入することによって、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを位置決めする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光半導体素子と光導波路素子とを備える光半導体装置であって光半導体素子と光導波路素子との厳しい位置精度の位置合わせが比較的に簡易に行える光半導体装置の製造方法と、この製造方法によって製造される光半導体装置とが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る光半導体装置の主要な内部構造を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る光半導体装置の主要な内部構成を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る光半導体装置の防湿構造を主に説明するための図であり、図２と同様の面から防湿構造を見た図である。
【図４】図４の（Ａ）部及び図４の（Ｂ）部は、実施形態に係る光半導体装置の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図４の（Ａ）部は、図１と同様の面から製造物を見た図であり、図４の（Ｂ）部は、図４の（Ａ）部に示す製造物を図２と同様の面から見た図である。
【図５】図５の（Ａ）部及び図５の（Ｂ）部は、実施形態に係る光半導体装置の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図５の（Ａ）部は、図１と同様の面から製造物を見た図であり、図５の（Ｂ）部は、図５の（Ａ）部に示す製造物を図２と同様の面から見た図である。
【図６】図６は、実施形態に係る光半導体装置の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図２と同様の面から製造物を見た図である。
【図７】図７の（Ａ）部及び図７の（Ｂ）部は、実施形態に係る光半導体装置の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図７の（Ａ）部は、図１と同様の面から製造物を見た図であり、図７の（Ｂ）部は、図７の（Ａ）部に示す製造物を図２と同様の面から見た図である。
【図８】図８の（Ａ）部及び図８の（Ｂ）部は、実施形態に係る光半導体装置の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図８の（Ａ）部は、図１と同様の面から製造物を見た図であり、図８の（Ｂ）部は、図８の（Ａ）部に示す製造物を図２と同様の面から見た図である。
【図９】図９の（Ａ）部及び図９の（Ｂ）部は、実施形態に係る光半導体装置の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図９の（Ａ）部は、図１と同様の面から製造物を見た図であり、図９の（Ｂ）部は、図９の（Ａ）部に示す製造物を図２と同様の面から見た図である。
【図１０】図１０の（Ａ）部及び図１０の（Ｂ）部は、実施形態に係る光半導体装置の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図２と同様の面から製造物を見た図である。
【図１１】図１１は、実施形態に係る光半導体装置の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図２と同様の面から製造物を見た図である。
【図１２】図１２は、実施形態に係る光半導体装置の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図２と同様の面から製造物を見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願の光半導体装置の製造方法は、光半導体素子と光導波路素子とを備える光半導体装置の製造方法であって、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを用意する第１の工程と、前記光半導体素子の第１の光信号路と前記光導波路素子の第２の光信号路とを重ねるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子との位置決めをする第２の工程と、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを接合する第３の工程と、を備え、前記光半導体素子は、基板と複数の凹部と第１の主面と第１の裏面とを備え、前記複数の凹部のそれぞれは、ガイドピンを嵌め込むために設けられ、前記第１の主面に設けられ、前記第１の主面から前記基板に至るまで延びており、前記複数の凹部のそれぞれの第１の中心軸は、前記第１の主面に直交し、前記光導波路素子は、複数の孔部と第２の主面と第２の裏面とを備え、前記複数の孔部のそれぞれは、前記ガイドピンを挿入するために設けられ、前記第２の主面から前記第２の裏面に貫通し、前記複数の孔部のそれぞれの第２の中心軸は、前記第２の裏面に直交し、前記第１の主面と前記第２の裏面とが対向するように、更に、前記複数の凹部のそれぞれの前記第１の中心軸と前記複数の孔部のそれぞれの前記第２の中心軸とが同軸となるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子とが配置されている場合に、前記光半導体素子の前記第１の光信号路と前記光導波路素子の前記第２の光信号路とが重なり、前記第２の工程では、前記第１の主面と前記第２の裏面とが対向するように、更に、前記複数の凹部のそれぞれの前記第１の中心軸と前記複数の孔部のそれぞれの前記第２の中心軸とが同軸となるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを配置し、同軸上にある前記孔部及び前記凹部の全ての組それぞれに前記ガイドピンを挿入することによって、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを位置決めする。
【００１２】
このように、光導波路素子の複数の孔部のそれぞれと光半導体素子の複数の凹部のそれぞれとに複数のガイドピンのそれぞれを通すことによって、光半導体素子の光信号路と光導波路素子の光信号路とを一致させることができる。従って、光半導体素子の光信号路と光導波路素子の光信号路とを一致させるために、従来の光学的な位置合わせが不要となり、比較的に簡易に精度良く光半導体素子の光信号路と光導波路素子の光信号路とを一致させることができる。
【００１３】
本願の光半導体装置の製造方法では、前記凹部は、第１領域と第２領域とを備え、前記第１領域、前記第２領域は、前記第１の主面から前記第１の裏面に向けて順に配置され、前記第１領域と前記第２領域とは、接しており、前記第１の主面における前記凹部の開口は、前記第１領域に含まれ、前記凹部の第１の端部は、前記第２領域に含まれ、前記第１領域は、前記第１領域と前記第２領域との境界面から前記第１の主面に向けて、前記第１領域の径が大きくなるテーパ形状を備え、前記第２領域は、前記境界面から前記第１の端部に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、前記ガイドピンは、第２の端部を備え、前記第２の端部は、前記第２の端部の端面に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、前記第１領域のテーパ形状は、前記第２の端部のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、前記第２の端部のテーパ形状は、前記第２領域のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、前記第２の工程において、同軸上にある前記孔部及び前記凹部に前記ガイドピンが挿入される場合に、このガイドピンは前記孔部に接すると共に、このガイドピンの前記第２の端部は前記境界面において前記凹部に接し、前記境界面は、前記基板の内部に配置されている。
【００１４】
ガイドピンのテーパ形状の端部を光半導体素子の凹部に差込むことによって、ガイドピンが凹部の側壁に均等に密着できるので、凹部の径のバラツキによらず、凹部の中心軸とガイドピンの中心軸とを比較的に高精度で合致できる。凹部の側壁のうち、ガイドピンが接する箇所は、第１領域と第２領域との境界面であり、境界面は、基板の内部にある。従って、ガイドピンは、比較的に高い剛性を備え得る基板の内部において凹部の側壁に接するので、ガイドピンと凹部の側壁との接触によるクラックと、このクラックによる結晶欠陥とを抑制できる。また、ガイドピンと凹部の側壁との接触によって基板内にクラックが生じる場合であっても、このクラックは、基板が比較的に高い剛性を有するので、基板の内部に止めることが可能となり、更に、酸化膜によって基板内のクラックが光導波路部に到達することを回避できる。
【００１５】
本願の光半導体装置の製造方法は、光半導体素子と光導波路素子とを備える光半導体装置の製造方法であって、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを用意する第１の工程と、前記光半導体素子の第１の光信号路と前記光導波路素子の第２の光信号路とを重ねるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子との位置決めをする第２の工程と、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを接合する第３の工程と、を備え、前記光半導体素子は、基板と複数の凹部と第１の主面と第１の裏面とを備え、前記複数の凹部のそれぞれは、ガイドピンを嵌め込むために設けられ、前記第１の主面に設けられ、前記第１の主面から前記基板に至るまで延びており、前記光導波路素子は、複数の孔部と第２の主面と第２の裏面とを備え、前記複数の孔部のそれぞれは、前記ガイドピンを挿入するために設けられ、前記第２の主面から前記第２の裏面に貫通し、前記第１の主面と前記第２の裏面とが対向するように、更に、前記複数の凹部のそれぞれの第１の中心軸と前記複数の孔部のそれぞれの第２の中心軸とが同軸となるように、前記光半導体素子と前記光導波路素子とが配置されている場合に、前記光半導体素子の前記第１の信号路と前記光導波路素子の前記第２の光信号路とが重なり、前記第２の工程は、前記光半導体素子の前記複数の凹部のそれぞれに複数の前記ガイドピンのそれぞれを嵌め込む工程と、前記第２の裏面を前記第１の主面に向けて、前記複数の凹部のそれぞれに嵌め込まれている複数の前記ガイドピンのそれぞれを前記複数の孔部のそれぞれに挿入することによって、前記光半導体素子と前記光導波路素子とを位置決めする工程とを含む。
【００１６】
このように、光導波路素子の複数の孔部のそれぞれと光半導体素子の複数の凹部のそれぞれとに複数のガイドピンのそれぞれを通すことによって、光半導体素子の光信号路と光導波路素子の光信号路とを一致させることができる。従って、光半導体素子の光信号路と光導波路素子の光信号路とを一致させるために、従来の光学的な位置合わせが不要となり、比較的に簡易に精度良く光半導体素子の光信号路と光導波路素子の光信号路とを一致させることができる。
【００１７】
本願の光半導体装置の製造方法では、前記凹部は、第１領域と第２領域とを備え、前記第１領域、前記第２領域は、前記第１の主面から前記第１の裏面に向けて順に配置され、前記第１領域と前記第２領域とは、接しており、前記第１の主面における前記凹部の開口は、前記第１領域に含まれ、前記凹部の第１の端部は、前記第２領域に含まれ、前記第１領域は、前記第１領域と前記第２領域との境界面から前記第１の主面に向けて、前記第１領域の径が大きくなるテーパ形状を備え、前記第２領域は、前記境界面から前記第１の端部に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、前記ガイドピンは、第２の端部を備え、前記第２の端部は、前記第２の端部の端面に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、前記第１領域のテーパ形状は、前記第２の端部のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、前記第２の端部のテーパ形状は、前記第２領域のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、前記第２の工程において、前記凹部に前記ガイドピンが嵌め込まれる場合に、このガイドピンは前記孔部に接すると共に、このガイドピンの前記第２の端部は前記境界面において前記凹部に接し、前記境界面は、前記基板の内部に配置されている。
【００１８】
ガイドピンのテーパ形状の端部を光半導体素子の凹部に差込むことによって、ガイドピンが凹部の側壁に均等に密着できるので、凹部の径のバラツキによらず、凹部の中心軸とガイドピンの中心軸とを比較的に高精度で合致できる。凹部の側壁のうち、ガイドピンが接する箇所は、第１領域と第２領域との境界面であり、境界面は、基板の内部にある。従って、ガイドピンは、比較的に高い剛性を備え得る基板の内部において凹部の側壁に接するので、ガイドピンと凹部の側壁との接触によるクラックと、このクラックによる結晶欠陥とを抑制できる。また、ガイドピンと凹部の側壁との接触によって基板内にクラックが生じる場合であっても、このクラックは、基板が比較的に高い剛性を有するので、基板の内部に止めることが可能となり、更に、酸化膜によって基板内のクラックが光導波路部に到達することを回避できる。
【００１９】
本願の光半導体装置の製造方法では、前記光半導体素子は、電気配線構造を備え、前記電気配線構造は、前記基板の上に設けられ、電気配線部と防湿構造とを備え、前記防湿構造は、前記電気配線部と前記凹部との間に設けられ、前記凹部を囲んでいる。
【００２０】
防湿構造は、電気配線部と凹部との間に設けられ、凹部を囲んでいるので、防湿構造は、凹部の側面から浸透する水分を遮断し、電気配線構造の内部の電気配線部が腐食酸化するのを防止する機能を有する。
【００２１】
本願の光半導体装置は、光半導体素子と光導波路素子と複数のガイドピンとを備え、前記光半導体素子は、複数の凹部と基板とを備え、前記光導波路素子は、前記光半導体素子の主面の上に設けられ、複数の孔部を備え、前記複数の凹部の数は、前記複数のガイドピンの数と同数であり、前記複数の孔部の数は、前記複数のガイドピンの数と同数であり、前記複数のガイドピンと前記複数の孔部とは、前記主面に交差する方向に延びており、前記複数の孔部は、前記光導波路素子を前記方向に沿って貫通し、前記複数の凹部は、前記主面から前記基板に至るまで延びており、前記複数の凹部のそれぞれは、前記複数の孔部の何れか一つに連結し、互いに連結している前記凹部及び前記孔部の組の全てに対し、前記複数のガイドピンのそれぞれが挿入されており、互いに連結している前記凹部及び前記孔部のそれぞれの中心軸は同軸であり、前記複数のガイドピンのそれぞれの中心軸は、前記複数のガイドピンのそれぞれが挿入され互いに連結している前記凹部及び前記孔部のそれぞれの中心軸と同軸であり、前記光半導体素子の第１の光信号路と、前記光導波路素子の第２の光信号路とは重なっている。
【００２２】
このように、光導波路素子の複数の孔部のそれぞれと光半導体素子の複数の凹部のそれぞれとに複数のガイドピンのそれぞれが挿入されており、このガイドピンによって光半導体素子の光信号路と光導波路素子の光信号路とが精度良く一致されている。従って、従来の光学的な位置合わせを行わずに比較的に簡易に精度良く光半導体素子の光信号路と光導波路素子の光信号路との一致が実現される。
【００２３】
本願の光半導体装置では、前記凹部は、第１領域と第２領域とを備え、前記第１領域、前記第２領域は、前記主面から裏面に向けて順に配置され、前記第１領域と前記第２領域とは、接しており、前記主面における前記凹部の開口は、前記第１領域に含まれ、前記凹部の第１の端部は、前記第２領域に含まれ、前記第１領域は、前記第１領域と前記第２領域との境界面から前記主面に向けて、前記第１領域の径が大きくなるテーパ形状を備え、前記第２領域は、前記境界面から前記第１の端部に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、前記ガイドピンは、第２の端部を備え、前記第２の端部は、前記第２の端部の端面に向けて径が小さくなるテーパ形状を備え、前記第１領域のテーパ形状は、前記第２の端部のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、前記第２の端部のテーパ形状は、前記第２領域のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備え、前記ガイドピンは、前記孔部に接し、前記ガイドピンの前記第２の端部は、前記境界面において前記凹部に接し、前記境界面は、前記基板の内部に配置されている。
【００２４】
ガイドピンのテーパ形状の端部を光半導体素子の凹部に差込むことによって、ガイドピンが凹部の側壁に均等に密着できるので、凹部の径のバラツキによらず、凹部の中心軸とガイドピンの中心軸とを比較的に高精度で合致できる。凹部の側壁のうち、ガイドピンが接する箇所は、第１領域と第２領域との境界面であり、境界面は、基板の内部にある。従って、ガイドピンは、比較的に高い剛性を備え得る基板の内部において凹部の側壁に接するので、ガイドピンと凹部の側壁との接触によるクラックと、このクラックによる結晶欠陥とを抑制できる。また、ガイドピンと凹部の側壁との接触によって基板内にクラックが生じる場合であっても、このクラックは、基板が比較的に高い剛性を有するので、基板の内部に止めることが可能となり、更に、酸化膜によって基板内のクラックが光導波路部に到達することを回避できる。
【００２５】
本願の光半導体装置では、前記光半導体素子は、電気配線構造を備え、前記電気配線構造は、前記基板の上に設けられ、電気配線部と防湿構造とを備え、前記防湿構造は、前記電気配線部と前記凹部との間に設けられ、前記凹部を囲んでいる。
【００２６】
防湿構造は、電気配線部と凹部との間に設けられ、凹部を囲んでいるので、防湿構造は、凹部の側面から浸透する水分を遮断し、電気配線構造の内部の電気配線部が腐食酸化するのを防止する機能を有する。
【００２７】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１と図２と図３とを参照して、実施形態に係る光半導体装置１００の構成を説明する。図１には、ｘ軸、ｙ軸及ｚ軸によって規定される直交座標系が示されている。図１に示す直交座標系は、図２〜図１１に示す直交座標系と同じである。図１は、平面視で（ｘｙ面において）透視によって光半導体素子１の内部構成を示す図である。図２には、図１のＩ−Ｉ線に沿った面（ｚｘ面）から見た光半導体装置１００の内部構成が示されている。図３は、光半導体装置１００の防湿構造５ｃ１を主に説明するための図であり、図２と同様の面（ｚｘ面）から主に防湿構造５ｃ１を見た図である。光半導体装置１００は、光半導体素子１と、光導波路素子９０と、二つのガイドピンＴＰ（guide  pin）と、接合部４０とを備える。光半導体素子１と光導波路素子９０とは、接合部４０を介して接合されている。接合部４０の材料は、例えば、位置固定用の樹脂、または、ソルダである。
【００２８】
光半導体素子１は、基板２と、酸化膜３と、光導波路部４と、電気配線構造５と、二つの凹部Ｈａと、主面Ｓｆ１ａと、裏面Ｓｆ１ｂとを備える。主面Ｓｆ１ａと裏面Ｓｆ１ｂとは、何れも、ｘｙ面に沿って延びている。主面Ｓｆ１ａは、裏面Ｓｆ１ｂの反対側にある。酸化膜３は、基板２の上に設けられ、光導波路部４は、酸化膜３の上に設けられ、電気配線構造５は、光導波路部４の上に設けられている。裏面Ｓｆ１ｂ、基板２、酸化膜３、光導波路部４、電気配線構造５、主面Ｓｆ１ａは、ｚ軸方向に向けて、順に配置されている。酸化膜３は、基板２に接触し、光導波路部４は、酸化膜３に接触し、電気配線構造５は、光導波路部４に接触する。基板２と酸化膜３との境界面（基板２の主面２ａ）の反対側にある基板２の裏面２ｂは、光半導体素子１の裏面Ｓｆ１ｂである。電気配線構造５と光導波路部４との境界面の反対側にある電気配線構造５の表面は、光半導体素子１の主面Ｓｆ１ａである。
【００２９】
光導波路部４には、光学系が埋め込まれている。光導波路部４の光学系は、光通信部４２と、光導波路４ｃ１と、光導波路４ｃ２と、二つの光変調器４ｄとを備える。光通信部４２は、光出射部４ａと、光入射部４ｂとを備える。光出射部４ａと光入射部４ｂとは、何れも、回折格子構造を備えたＧ．Ｃ．である。光出射部４ａの光信号路１ａと、光入射部４ｂの光信号路１ｂとは、何れも、ｚ軸方向に延びている。
【００３０】
光導波路４ｃ１と、光導波路４ｃ２と、１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ２（ＭＭＩ：Multi-Mode  Interference）と、１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ３とは、矩形の断面（主面Ｓｆ１ａに垂直な面による断面）を備える。変調アーム４ｄ１は、リッジ型の断面（主面Ｓｆ１ａに垂直な面による断面）を備える。光導波路４ｃ１と、光導波路４ｃ２と、１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ２とが矩形の断面を備え、変調アーム４ｄ１がリッジ型の断面を備えることによって、光学系に光が好適に閉じ込められる。光導波路部４の光学系は、電気配線構造５と同じ材料（例えば、ＳｉＯ２）の膜の中に埋め込まれている。
【００３１】
光変調器４ｄは、ＭＺＭ（ＭＺＭ：Mach-Zehnder  Modulator）である。光変調器４ｄは、二つの変調アーム４ｄ１と、１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ２と、１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ３とを備える。二つの変調アーム４ｄ１は、互いに並列に配置されている。１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ２には、光導波路４ｃ１の一端と、二つの変調アーム４ｄ１それぞれの一端とが光学的に接続されている。光導波路４ｃ１の他端は、光出射部４ａに光学的に接続されている。１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ３には、光導波路４ｃ２の一端と、二つの変調アーム４ｄ１の他端とが光学的に接続されている。光導波路４ｃ２の他端は、光入射部４ｂに接続されている。光変調器４ｄの二つの変調アーム４ｄ１は、１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ２と１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ３との間に延びている。
【００３２】
変調アーム４ｄ１は、ｎ型領域４ｄ１１と、ｐ型領域４ｄ１２とを備える。ｎ型領域４ｄ１１とｐ型領域４ｄ１２とは、１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ２から１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ３に向かって（ｘ軸方向に）延びている。ｎ型領域４ｄ１１とｐ型領域４ｄ１２とは互いに接触している。ｎ型領域４ｄ１１とｐ型領域４ｄ１２との間に電圧を印加することにより変調アーム４ｄ１の等価屈折率を変調できる。光変調器４ｄの一対の変調アーム４ｄ１の間で等価屈折率を変化させ伝搬位相差を持たせることによって、光変調器４ｄの全体で光の変調動作をさせることができる。
【００３３】
光出射部４ａと光入射部４ｂとは、矩形又はリッジ型の断面を備える。光出射部４ａと光入射部４ｂとは、光出射部４ａと光入射部４ｂとにおける光の進行方向に沿って、光導波路４ｃ１及び光導波路４ｃ２を伝搬する光の導波路内波長（真空中での波長を導波路の等価屈折率で割った値（商））程度の周期で、凹凸加工（グレーティング（grating））が施されている。この光出射部４ａ及び光入射部４ｂのグレーティング構造によって、光導波路４ｃ１を伝搬する光を、光出射部４ａから光半導体素子１の主面Ｓｆ１ａを介して外部に出射することができ、外部から主面Ｓｆ１ａを介して光入射部４ｂに入射する光を光導波路４ｃ２に結合することができる。
【００３４】
電気配線構造５は、第１層５１ａと、第２層５１ｂと、第３層５１ｃとを備える。第１層５１ａと、第２層５１ｂと、第３層５１ｃとは、何れも、同一の材料の絶縁膜（電気配線構造５の絶縁膜）を備える。第１層５１ａは、光導波路部４の上に設けられ、第２層５１ｂは、第１層５１ａの上に設けられ、第３層５１ｃは、第２層５１ｂの上に設けられている。第１層５１ａ、第２層５１ｂ、第３層５１ｃは、ｚ軸方向に向けて、順に配置されている。第１層５１ａは、光導波路部４に接触し、第２層５１ｂは、第１層５１ａに接触し、第３層５１ｃは、第２層５１ｂに接触する。電気配線構造５は、電気配線部５ａと、防湿構造５ｂと、防湿構造５ｃ１とを備える。電気配線部５ａと、防湿構造５ｂと、防湿構造５ｃ１とは、電気配線構造５の絶縁膜に埋め込まれている。電気配線部５ａと、防湿構造５ｂと、防湿構造５ｃ１とは、金属製である。電気配線部５ａと、防湿構造５ｂと、防湿構造５ｃ１とは、何れも、第１層５１ａから第２層５１ｂを介して第３層５１ｃに至るまで延びる多層配線構造を備える。
【００３５】
電気配線部５ａは、四つのｎ型領域４ｄ１１と四つのｐ型領域４ｄ１２とのそれぞれに電圧を印可するための八つの電気配線を備える。八つの電気配線のそれぞれは、四つのｎ型領域４ｄ１１と四つのｐ型領域４ｄ１２とのそれぞれに沿って第１層５１ａに設けられたプラグ部（plug）（図示略）を介して、四つのｎ型領域４ｄ１１と四つのｐ型領域４ｄ１２とのそれぞれに電気的に接続されている。電気配線部５ａは、導体パターン５ａ１と、プラグ部５ａ２と、導体パターン５ａ３とを備える。プラグ部５ａ２は、導体パターン５ａ１と導体パターン５ａ３との間に配置され、導体パターン５ａ１と導体パターン５ａ３とに電気的に接続されている。導体パターン５ａ１と導体パターン５ａ３とは、プラグ部５ａ２を介して、電気的に接続されている。導体パターン５ａ１とプラグ部５ａ２とは、第２層５１ｂに設けられ、導体パターン５ａ３は、第３層５１ｃに設けられる。導体パターン５ａ３は、第３層５１ｃの絶縁膜によって覆われているが、導体パターン５ａ３の表面の一部には、第３層５１ｃの開口部５ａ４が設けられている。開口部５ａ４を介して露出している導体パターン５ａ３の表面は、ボンディングパッド（bonding  pad）として機能する。
【００３６】
防湿構造５ｂは、光半導体素子１の外周に沿って設けられている。防湿構造５ｂは、電気配線構造５の絶縁膜に埋め込まれている。防湿構造５ｂは、平面視で（ｘｙ平面において）、電気配線部５ａと光導波路部４の光学系とを囲んでいる。防湿構造５ｂは、光半導体素子１の外周の側面から浸透する水分を遮断し、電気配線構造５の内部の電気配線部５ａが腐食酸化するのを防止する機能を持っている。
【００３７】
防湿構造５ｂは、プラグ部５ｂ１と、導体パターン５ｂ２と、プラグ部５ｂ３と、導体パターン５ｂ４とを備える。プラグ部５ｂ１と、導体パターン５ｂ２と、プラグ部５ｂ３と、導体パターン５ｂ４とは、第１層５１ａから第３層５１ｃに向かって（ｚ軸方向に）、順に配置されている。プラグ部５ｂ１は、導体パターン５ｂ２に接続され、プラグ部５ｂ３は、導体パターン５ｂ２と導体パターン５ｂ４とに接続されている。プラグ部５ｂ１と導体パターン５ｂ４とは、導体パターン５ｂ２とプラグ部５ｂ３とを介して、接続されている。プラグ部５ｂ１は、第１層５１ａに設けられ、導体パターン５ｂ２とプラグ部５ｂ３とは、第２層５１ｂに設けられ、導体パターン５ｂ４は、第３層５１ｃに設けられている。導体パターン５ｂ４は、第３層５１ｃの絶縁膜によって覆われている。
【００３８】
防湿構造５ｃ１は、基板２の上に設けられている。防湿構造５ｃ１は、電気配線構造５の絶縁膜に埋め込まれている。防湿構造５ｃ１は、平面視で（ｘｙ平面において）、電気配線部５ａと凹部Ｈａとの間に設けられている。防湿構造５ｃ１は、平面視で（ｘｙ平面において）、凹部Ｈａを囲んでいる。防湿構造５ｂは、凹部Ｈａの側面から浸透する水分を遮断し、電気配線構造５の内部の電気配線部５ａが腐食酸化するのを防止する機能を有する。すなわち、電気配線構造５の電気配線部５ａは、平面視で（ｘｙ平面において）、防湿構造５ｂと防湿構造５ｃ１とによって囲まれているので、光半導体素子１の外周の側面から浸透する水分だけではなく、凹部Ｈａを設けたことによって形成された凹部Ｈａの側面から浸透する水分をも遮断することが可能となる。
【００３９】
防湿構造５ｃ１は、図３に示すように、プラグ部５ｃ１１と、導体パターン５ｃ１２と、プラグ部５ｃ１３と、導体パターン５ｃ１４とを備える。プラグ部５ｃ１１と、導体パターン５ｃ１２と、プラグ部５ｃ１３と、導体パターン５ｃ１４とは、第１層５１ａから第３層５１ｃに向かって（ｚ軸方向に）、順に配置されている。プラグ部５ｃ１１は、導体パターン５ｃ１２に接続され、プラグ部５ｃ１３は、導体パターン５ｃ１２と導体パターン５ｃ１４とに接続されている。プラグ部５ｃ１１と導体パターン５ｃ１４とは、導体パターン５ｃ１２とプラグ部５ｃ１３とを介して、接続されている。プラグ部５ｃ１１は、第１層５１ａに設けられ、導体パターン５ｃ１２とプラグ部５ｃ１３とは、第２層５１ｂに設けられ、導体パターン５ｃ１４は、第３層５１ｃに設けられている。導体パターン５ｃ１４は、第３層５１ｃの絶縁膜によって覆われている。
【００４０】
二つの凹部Ｈａのそれぞれは、ガイドピンＴＰを嵌め込むために設けられている。二つの凹部Ｈａのそれぞれは、主面Ｓｆ１ａに設けられている。二つの凹部Ｈａのそれぞれは、主面Ｓｆ１ａから基板２に至るまで延びている。二つの凹部Ｈａのそれぞれの中心軸Ｈａ４は、主面Ｓｆ１ａに直交する。
【００４１】
凹部Ｈａは、第１領域Ｈａ１と、第２領域Ｈａ２とを備える。第１領域Ｈａ１と第２領域Ｈａ２とは、主面Ｓｆ１ａから裏面Ｓｆ１ｂに向けて順に配置されている。第１領域Ｈａ１と前記第２領域Ｈａ２とは、接している。主面Ｓｆ１ａにおける凹部Ｈａの開口Ｏｐは、第１領域Ｈａ１に含まれる。凹部Ｈａの端部Ｅｄ１は、第２領域Ｈａ２に含まれる。第１領域Ｈａ１は、第１領域Ｈａ１と第２領域Ｈａ２との境界面Ｋ１から基板２の主面２ａに向けて、第１領域Ｈａ１の径が大きくなるテーパ形状（taper）を備える。第１領域Ｈａ１は、主面２ａから主面Ｓｆ１ａに向けて、均一な径を有する。第２領域Ｈａ２は、境界面Ｋ１から端部Ｅｄ１に向けて径が小さくなるテーパ形状を備える。ガイドピンＴＰは、端部Ｅｄ２を備える。端部Ｅｄ２は、端部Ｅｄ２の端面Ｅｓに向けて径が小さくなるテーパ形状を備える。第１領域Ｈａ１のテーパ形状は、端部Ｅｄ２のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備える。端部Ｅｄ２のテーパ形状は、第２領域Ｈａ２のテーパ形状よりも大きなテーパ比を備える。ガイドピンＴＰは、孔部９１ｃに接している。端部Ｅｄ２は、境界面Ｋ１において凹部Ｈａに接している。境界面Ｋ１は、基板２の内部に配置されている。ここでテーパ比とは、径がテーパ状に変化しているテーパ領域において、最大の直径と最小の直径との差をテーパ領域の長さで割った値のことをいう。
【００４２】
光導波路素子９０は、ベース９１と、光導波路９２とを備える。光導波路素子９０は、光半導体素子１の主面Ｓｆ１ａの上に設けられている。ベース９１は、主面Ｓｆ１ａの上に設けられ、光導波路９２は、ベース９１の上に設けられている。ベース９１は、光導波部９１１と、二つの孔部９１ｃと、主面Ｓｆ２ａと、裏面Ｓｆ２ｂとを備える。主面Ｓｆ２ａと裏面Ｓｆ２ｂとは、何れも、ｘｙ面に沿って延びている。ベース９１の裏面Ｓｆ２ｂは、光半導体素子１の主面Ｓｆ１ａに対向するように配置されている。光導波路９２は、ベース９１の表面Ｓｆ２aに設けられている。
【００４３】
孔部９１ｃは、ガイドピンＴＰを挿入するために設けられている。二つの孔部９１ｃは、ベース９１の主面Ｓｆ２ａからベース９１の裏面Ｓｆ２ｂに、ｚ軸方向に沿って、貫通している。
【００４４】
二つのガイドピンＴＰと二つの凹部Ｈａと二つの孔部９１ｃとは、何れも、主面Ｓｆ１ａに交差するｚ軸方向に延びている。二つのガイドピンＴＰのそれぞれの中心軸ＴＰ１と二つの孔部９１ｃのそれぞれの中心軸９１ｃ１と二つの凹部Ｈａのそれぞれの中心軸Ｈａ４とは、何れも、ｚ軸方向に沿っている。二つの凹部Ｈａのそれぞれは、二つの孔部９１ｃの何れか一つに連結している。互いに連結している凹部Ｈａ及び孔部９１ｃの組の全てに対し、ガイドピンＴＰが一本ずつ挿入されている。互いに連結している凹部Ｈａ及び孔部９１ｃのそれぞれの中心軸Ｈａ４及び中心軸９１ｃ１は同軸である。ガイドピンＴＰの中心軸ＴＰ１は、このガイドピンＴＰが挿入され互いに連結している凹部Ｈａ及び孔部９１ｃの中心軸Ｈａ４及び中心軸９１ｃ１と同軸である。
【００４５】
光導波部９１１は、主面Ｓｆ２ａから裏面Ｓｆ２ｂに至るまでｚ軸方向に延びている。光導波部９１１は、出射用光導波部９１ａと、入射用光導波部９１ｂとを備える。光導波路素子９０の光信号路９３ａは、出射用光導波部９１ａと出射用光導波路９２ａとのそれぞれの光軸に重なっている。光導波路素子９０の光信号路９３ｂは、入射用光導波部９１ｂと入射用光導波路９２ｂとのそれぞれの光軸に重なっている。光信号路９３ａと光信号路９３ｂとは、何れも、ｚ軸方向に延びている。
【００４６】
光半導体素子１の光信号路１ａ及び光信号路１ｂのそれぞれと、光導波路素子９０の光信号路９３ａ及び光信号路９３ｂのそれぞれとは重なっている。光信号路１ａと光信号路１ｂとは、何れも、ｚ軸方向に延びている。
【００４７】
このように、主面Ｓｆ１ａと裏面Ｓｆ２ｂとが対向するように、更に、二つの凹部Ｈａのそれぞれの中心軸Ｈａ４と二つの孔部９１ｃのそれぞれの中心軸９１ｃ１とが同軸となるように、光半導体素子１と光導波路素子９０とが配置されており、光半導体素子１の光信号路１ａ及び光信号路１ｂのそれぞれと、光導波路素子９０の光信号路９３ａ及び光信号路９３ｂのそれぞれとが重なっている。
【００４８】
基板２の材料は、例えばＳｉである。基板２は、例えば、７２５［μｍ］の程度の厚みを備える。酸化膜３の材料は、例えば、ＳｉＯ２である。酸化膜３は、ＢＯＸ層（ＢＯＸ：Buried  Oxide）である。酸化膜３は、例えば、２［μｍ］の程度の厚みを備える。光導波路部４には、例えば、ＳｉＯ２層の中に、Ｓｉの光学系が埋め込まれている。光導波路部４の光学系は、光通信部４２と、光導波路４ｃ１、光導波路４ｃ２と、光変調器４ｄとを備える。光導波路部４の光学系の材料は、例えば、Ｓｉである。光導波路部４は、０．３［μｍ］の程度の厚みを備える。
【００４９】
第１層５１ａと、第２層５１ｂと、第３層５１ｃとは、何れも、例えばＳｉＯ２等の絶縁膜である。第１層５１ａの膜厚は、例えば、３００［ｎｍ］の程度である。第２層５１ｂの膜厚は、例えば、１１００［ｎｍ］の程度である。第３層５１ｃの膜厚は、例えば、１３００［ｎｍ］の程度である。
【００５０】
導体パターン５ａ１と、導体パターン５ｂ２と、導体パターン５ｃ１２とは、何れも、ＴｉＮ（５０［ｎｍ］）／Ｔｉ（１０［ｎｍ］）／ＡｌＣｕ（５００［ｎｍ］）／Ｔｉ（１０［ｎｍ］）／ＴｉＮ（５０［ｎｍ］）の層構造を備える。プラグ部５ａ２と、プラグ部５ｂ１と、プラグ部５ｂ３と、プラグ部５ｃ１１と、プラグ部５ｃ１３とは、何れも、Ｔｉ（３０［ｎｍ］）／ＴｉＮ（１００［ｎｍ］）／Ｗ（８００［ｎｍ］）の層構造を備える。導体パターン５ａ３と、導体パターン５ｂ４と、導体パターン５ｃ１４とは、何れも、ＴｉＮ（５０［ｎｍ］）／Ｔｉ（１０［ｎｍ］）／ＡｌＣｕ（８００［ｎｍ］）の層構造を備える。
【００５１】
ベース９１の材料は、例えば、ポリフェニレンサルファイドレジン（Poly  Phenylene  Sulfide  Resin）（場合によりガラスフィラーを混合したもの）である。ベース９１の孔部９１ｃの直径は、８００［μｍ］±１［μｍ］の程度である。
【００５２】
第１領域Ｈａ１のテーパ形状のテーパ比は、例えば０．２２の程度である。第２領域Ｈａ２のテーパ形状のテーパ比は、例えば０．０２の程度である。ガイドピンＴＰの端部Ｅｄ２のテーパ形状のテーパ比は、例えば、０．１の程度である。
【００５３】
第１領域Ｈａ１のテーパ形状は、基板２の主面２ａから裏面Ｓｆ１ｂに向けて、例えば１５０［μｍ］の程度の長さを備える。第２領域Ｈａ２は、第１領域Ｈａ１と第２領域Ｈａ２との境界面Ｋ１から裏面Ｓｆ１ｂに向けて、例えば４８０［μｍ］の程度の長さを備える。境界面Ｋ１は、例えば、６００［μｍ］の程度の直径を備える。
【００５４】
ガイドピンＴＰは、ＳＵＳ３０３のステンレス鋼材をＮＣ旋盤（ＮＣ：Numerical  Control）によって加工した後に、センターレス停止研磨法（Centerless  Infeed  Grinding）によって研磨することによって作成できる。ガイドピンＴＰの端部Ｅｄ２は、テーパ形状を備え、端面Ｅｓが０．５６０〜０．５９５［ｍｍ］の程度の直径を備える。ガイドピンＴＰのうちテーパ形状の端部Ｅｄ２を除いた部分は、０．８［ｍｍ］±０．００１［ｍｍ］の程度の直径を備える。
【００５５】
以上説明した構成の光半導体装置１００において、光半導体素子１と光導波路素子９０（特にベース９１）とは、テーパ形状の端部Ｅｄ２を有する二つのガイドピンＴＰを光導波路素子９０と光半導体素子１とに通した状態で光半導体素子１と光導波路素子９０との間に位置固定用の樹脂又はソルダを充填することによって、光半導体素子１と光導波路素子９０との正確な配置が比較的に簡易に保持できる。なお、二つのガイドピンＴＰと位置固定用の樹脂又はソルダとを用いて光半導体素子１と光導波路素子９０との配置を固定した後に、二つのガイドピンＴＰを光半導体素子１と光導波路素子９０とから除去してもよく、更に、二つのガイドピンＴＰを除去した後の孔部９１ｃと凹部Ｈａとに樹脂等を充填してもよい。
【００５６】
ガイドピンＴＰのテーパ形状の端部Ｅｄ２を光半導体素子１の凹部Ｈａに差込むことによって、ガイドピンＴＰが凹部Ｈａの側壁に均等に密着できるので、凹部Ｈａの径のバラツキによらず、凹部Ｈａの中心軸Ｈａ４と中心軸ＴＰ１とを比較的に高精度で合致できる。凹部Ｈａの側壁のうち、ガイドピンＴＰが接する箇所は、第１領域Ｈａ１と第２領域Ｈａ２との境界面Ｋ１であり、境界面Ｋ１は、基板２の内部にある。従って、ガイドピンＴＰは、比較的に高い剛性の基板２の内部において凹部Ｈａの側壁に接するので、ガイドピンＴＰと凹部Ｈａの側壁との接触によるクラック（crack）と、このクラックによる結晶欠陥とを抑制できる。また、ガイドピンＴＰと凹部Ｈａの側壁との接触によって基板２内にクラックが生じる場合であっても、このクラックは、基板２が比較的に高い剛性を有するので、基板２の内部に止めることが可能となり、更に、酸化膜３によって基板２内のクラックが光導波路部４に到達することを回避できる。
【００５７】
なお、実施形態において、光半導体素子１は、単一の防湿構造５ｂを備える構成であるが、これに限らず、複数の防湿構造５ｂを備える構成であっても良い。この場合、光半導体素子１は、平面視で（ｘｙ面において）、一の防湿構造５ｂの内側に別の防湿構造５ｂが設けられる、という構成となる。
【００５８】
また、実施形態において、光半導体素子１は、二つの凹部Ｈａのそれぞれに対し、単一の防湿構造５ｃ１を備える構成であるが、これに限らず、二つの凹部Ｈａのそれぞれに対し、複数の防湿構造５ｃ１を備える構成であっても良い。この場合、光半導体素子１は、平面詩で（ｘｙ面において）、一の防湿構造５ｃ１の内側に別の防湿構造５ｃ１が設けられる、という構成となる。
【００５９】
また、実施形態において、光半導体素子１は、一層分の第２層５１ｂを備える構成であるが、これに限らず、複数の第２層５１ｂを備える構成であっても良い。この場合、複数の第２層５１ｂは、第１層５１ａと第３層５１ｃとの間に、第１層５１ａから第３層５１ｃに向けて（ｚ軸方向に）積層される。
【００６０】
また、実施形態において、光半導体素子１は、ガイドピンＴＰと凹部Ｈａと孔部９１ｃとの組を二つ備える構成であるが、これに限らず、ガイドピンＴＰと凹部Ｈａと孔部９１ｃとの組を三つ以上備える構成であっても良い。
【００６１】
また、実施形態において、光半導体装置１００は、光信号を出射するための構成（光出射部４ａ、出射用光導波部９１ａ、出射用光導波路９２ａ）と、光信号を受けるための構成（光入射部４ｂ、入射用光導波部９１ｂ、入射用光導波路９２ｂ）とを共に備える構成であるが、これに限らず、光信号を出射するための構成（光出射部４ａ、出射用光導波部９１ａ、出射用光導波路９２ａ）、及び、光信号を受けるための構成（光入射部４ｂ、入射用光導波部９１ｂ、入射用光導波路９２ｂ）、のうち何れか一方の構成のみを備える構成であってもよい。
【００６２】
また、実施形態において、光半導体素子１は、光出射部４ａ、光入射部４ｂをそれぞれ二つずつ備える構成であるが、これに限らず、光出射部４ａの数と、光入射部４ｂの数とは、それぞれ独立に、調整可能である。この場合、光導波路４ｃ１、光導波路４ｃ２、光変調器４ｄ、出射用光導波部９１ａ、入射用光導波部９１ｂ、出射用光導波路９２ａ、入射用光導波路９２ｂのそれぞれの数も、光出射部４ａ、光入射部４ｂのそれぞれの数に応じた数とすることができる。また、本実施形態において、光信号路９３ａ、光信号路９３ｂ、光信号路１ａおよび光信号路１ｂはｚ軸方向に延びているが、これに限らず、ｚ軸方向とゼロでない角度をなす方向に延びていてもよい。この場合においても、光信号路１ａ及び光信号路１ｂのそれぞれと、光信号路９３ａ及び光信号路９３ｂのそれぞれとは重なっている。
【００６３】
（実施例１）
図４〜図１１を参照して、実施形態に係る光半導体装置１００の製造方法を説明する。図４、図５、図７、図８、図９のそれぞれにおいて、（Ａ）部及び（Ｂ）部は、光半導体装置１００の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、（Ａ）部は、図１と同様の面から製造物を見た図であり、（Ｂ）部は、（Ａ）部に示す製造物を図２と同様の面から見た図である。図６、図１０の（Ａ）部、図１０の（Ｂ）、図１１のそれぞれは、光半導体装置１００の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図２と同様の面から製造物を見た図である。
【００６４】
まず、図４に示すように、７２５［μｍ］程度の基板厚のＳｉの基板２１（ウェハ）の上に、２［μｍ］程度の膜厚のＳｉＯ２の酸化膜３１（ＢＯＸ層）と、０．３［μｍ］程度の膜厚のＳｉ層４１ａが形成されたＳＯＩ基板を用意し、Ｓｉ層４１ａにおいて光変調器４ｄを形成する部分にｎ型領域４ｄ１１とｐ型領域４ｄ１２とを形成する。ｎ型領域４ｄ１１及びｐ型領域４ｄ１２は、それぞれＰ（リン）、Ｂ（ホウ素）をイオン打ち込みした後にアニール処理を行うことによって、形成される。
【００６５】
次に、図５に示すように、光導波路部４の光学系となる部分（光出射部４ａ、光入射部４ｂ、光導波路４ｃ１、光導波路４ｃ２、光変調器４ｄとなる部分）を、Ｓｉ層４１ａをエッチングすることによって、形成する。光学系となる部分を残し、Ｓｉ層４１ａの全体をエッチングする。
【００６６】
光出射部４ａと光入射部４ｂとの回折格子構造は、光の導波路内波長（真空中での光の波長を導波路の等価屈折率で割った値（商））程度の周期で、深さ０．１５［μｍ］程度の溝をＳｉ層４１ａに形成することによって、設けられる。光変調器４ｄは、Ｓｉ層４１ａをエッチングすることによって、高さ（エッチング深さ）０．２［μｍ］程度のリッジ構造に形成される。光導波路４ｃ１と１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ２と１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路４ｄ３とは、矩形状の断面を備えるように、形成される。
【００６７】
次に、図６に示すように、酸化膜３１上にあり、Ｓｉ層４１ａをエッチングすることによって形成した光学系を、ＳｉＯ２によって覆うことによって光導波路部４１ｂを形成し、更に、この光導波路部４１ｂの上にＳｉＯ２層を厚さ７００［ｎｍ］程度だけ形成した後に、光導波路部４１ｂの上の厚みが３００［ｎｍ］程度なるように、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）を用いて表面を平坦とすることによって、第１層５１ａ１を形成する。
【００６８】
次に、図７に示すように、第１層５１ａ１に対しエッチングによってｎ型領域４ｄ１１及びｐ型領域４ｄ１２のそれぞれに接するように複数の開口を形成し、この複数の開口に金属を充填することによってプラグ部４ｄ１１ａ及びプラグ部４ｄ１２ａを形成する。更に、第１層５１ａ１に対し、防湿構造５ｂを形成する箇所（第１層５１ａ１の外周に沿った箇所）と、防湿構造５ｃ１を形成する箇所（凹部Ｈａを形成する箇所Ｒ１を取り囲んでいる箇所）とのそれぞれにエッチングによって溝を形成し、これらの溝に金属を充填することによってプラグ部５ｂ１とプラグ部５ｃ１１とを形成する。プラグ部４ｄ１１ａ及びプラグ部４ｄ１２ａと、プラグ部５ｂ１及びプラグ部５ｃ１１とは、Ｔｉ（３０［ｎｍ］）／ＴｉＮ（１００［ｎｍ］）／Ｗ（８００［ｎｍ］）を、第１層５１ａ１の表面の全面を覆う様に形成した後に、第１層５１ａ１の表面にも形成されたＴｉ（３０［ｎｍ］）／ＴｉＮ（１００［ｎｍ］）／Ｗ（８００［ｎｍ］）をエッチバックすることによって形成される。このように、第１層５１ａ１に対しプラグ部４ｄ１１ａ及びプラグ部４ｄ１２ａとプラグ部５ｂ１及びプラグ部５ｃ１１とが形成されることによって、第１層５１ａ２が形成される。
【００６９】
次に、図８に示すように、ＴｉＮ（５０［ｎｍ］）／Ｔｉ（１０［ｎｍ］）／ＡｌＣｕ（５００［ｎｍ］）／Ｔｉ（１０［ｎｍ］）／ＴｉＮ（５０［ｎｍ］）の金属層を、第１層５１ａ２の表面の全面に積層した後に、この金属層を、導体パターン５ｂ２と導体パターン５ａ１と導体パターン５ｃ１２とのパターン形状にパターニング及びエッチングする。この結果、第１層５１ａ２の表面に導体パターン５ｂ２と導体パターン５ａ１と導体パターン５ｃ１２とが形成される。更に、第１層５１ａ２の表面に導体パターン５ｂ２と導体パターン５ａ１と導体パターン５ｃ１２とを覆うように、第１層５１ａ２上に２［μｍ］程度の厚みのＳｉＯ２層を設けた後に、このＳｉＯ２層の表面をＣＭＰを用いて平坦にすることによって、導体パターン５ｂ２と導体パターン５ａ１と導体パターン５ｃ１２との上の厚みが５００［ｎｍ］程度となるようにする。更に、導体パターン５ｂ２と導体パターン５ａ１と導体パターン５ｃ１２とのそれぞれの上において、導体パターン５ｂ２と導体パターン５ａ１と導体パターン５ｃ１２とに至るまでＳｉＯ２をエッチングすることによって開口を形成し、これらの開口に金属を充填することによって、プラグ部５ｂ３とプラグ部５ａ２とプラグ部５ｃ１３とを形成する。プラグ部５ｂ３とプラグ部５ａ２とプラグ部５ｃ１３とは、Ｔｉ（３０［ｎｍ］）／ＴｉＮ（１００［ｎｍ］）／Ｗ（８００［ｎｍ］）を、第１層５１ａ２の上に設けたＳｉＯ２層の表面の全面を覆う様に形成した後に、当該ＳｉＯ２層の表面に形成されているものをエッチバックすることによって形成される。このように、第１層５１ａ２の上に、導体パターン５ｂ２と導体パターン５ａ１と導体パターン５ｃ１２とプラグ部５ｂ３とプラグ部５ａ２とプラグ部５ｃ１３とを備える第２層５１ｂ２が形成される。なお、複数の第２層５１ｂを設ける場合には、第１層５１ａ２の形成後に、上記した第２層５１ｂ２の形成工程と同様の工程を、複数の第２層５１ｂの数だけ繰り返す。
【００７０】
次に、最上層に対応する第３層５１ｃ２を形成する。ＴｉＮ（５０［ｎｍ］）／Ｔｉ（１０［ｎｍ］）／ＡｌＣｕ（８００［ｎｍ］）の金属層を、第２層５１ｂ２の表面の全面に積層した後に、この金属層を、導体パターン５ｂ４と導体パターン５ａ３と導体パターン５ｃ１４とのパターン形状にパターニング及びエッチングする。この結果、第２層５１ｂ２の表面に導体パターン５ｂ４と導体パターン５ａ３と導体パターン５ｃ１４とが形成される。更に、導体パターン５ｂ４と導体パターン５ａ３と導体パターン５ｃ１４とを覆うように、第２層５１ｂ２上に２［μｍ］程度の厚みのＳｉＯ２層を設けた後に、このＳｉＯ２層の表面をＣＭＰを用いて平坦にすることによって、導体パターン５ｂ４と導体パターン５ａ３と導体パターン５ｃ１４との上の厚みが５００［ｎｍ］程度となるようにする。更に、導体パターン５ａ３の上のＳｉＯ２層を、レジストをマスクに用いて導体パターン５ａ３に至るまでエッチングすることによって、１５０［μｍ］角程度の開口を備える開口部５ａ４を形成する。以上のようにして、導体パターン５ｂ４と導体パターン５ａ３と導体パターン５ｃ１４と開口部５ａ４とを備えた第３層５１ｃ２が形成される。なお、導体パターン５ａ３の厚みは、導体パターン５ａ１に比較して厚いのは、最上層にある導体パターン５ａ３が、比較的に高い強度を必要とするボンディングパッドとして用いられるからである。
【００７１】
次に、図９に示すように、第３層５１ｃ２の表面をレジストで覆い、凹部Ｈａを形成する箇所Ｒ１の上に直径６３３［μｍ］の円形開口パターンＭ１ａを形成し、第３層５１ｃ２と第２層５１ｂ２と第１層５１ａ２と光導波路部４１ｂと酸化膜３１と基板２１とをエッチングする。このエッチングの結果、図１０の（Ａ）部に示すように、凹部Ｈａが形成されることによって、基板２１は基板２となり、酸化膜３１は酸化膜３となり、光導波路部４１ｂは光導波路部４となり、第１層５１ａ２は第１層５１ａとなり、第２層５１ｂ２は第２層５１ｂとなり、第３層５１ｃ２は第３層５１ｃとなる。
【００７２】
凹部Ｈａの形成工程を具体的に説明する。まず、第１領域Ｈａ１を形成する。第１領域Ｈａ１のうち基板２１のＳｉをエッチングするために、ＩＣＰプラズマエッチング装置（ＩＣＰ：Inductively  Coupled  Plasma）を用いる。ＩＣＰプラズマエッチング装置は、真空チャンバと第１高周波電源（ＩＣＰ電源）と第２高周波電源（バイアス電源）とを含む。真空チャンバの中に、下部電極と上部電極とが対抗するように設置されており、上部電極は接地されている。基板２１は下部電極の上に搭載される。バイアス電源は下部電極に接続され、下部電極上の基板２１にバイアス電圧を印加するために用いられる。下部電極は冷却機構を備えており、基板２１を冷却することができる。加えて、誘導結合コイルが真空チャンバの外側に設置されている。ＩＣＰ電源は誘導結合コイルに接続され、真空チャンバ内にＩＣＰプラズマを発生させるために用いられる。エッチングの条件は次の通りである。反応ガス（８４［ｓｃｃｍ］程度のＳＦ６ガス、６７［ｓｃｃｍ］程度のＯ２ガス、５９［ｓｃｃｍ］程度のＡｒガス）と、摂氏３０の基板温度と、７００［Ｗ］程度のＩＣＰパワーと、基板に印加する３０［Ｗ］のＲＦパワーと、３０［ｍＴｏｒｒ］程度の反応室ガス圧とのもとで、３７分３０秒間の程度でエッチングを行う。このエッチングによって、基板２１のＳｉが、０．２２程度のテーパ比と１５０［μｍ］程度の深さとを実現するようにエッチングされ、第１領域Ｈａ１が形成される。第１領域Ｈａ１の底部の直径（境界面Ｋ１における直径）は、６００［μｍ］程度となる。
【００７３】
次に、第２領域Ｈａ２を形成する。第２領域Ｈａ２の形成時のエッチングは、ＢＯＳＣＨ法に基づく。まず、反応ガスとして８５［ｓｃｃｍ］程度のＣ４Ｆ８ガスと、摂氏１０度の程度の基板温度と、６００［Ｗ］程度のＩＣＰパワーと、１７［ｍＴｏｒｒ］程度の反応室ガス圧との条件で５秒間程度だけ反応を行い、孔側面、表面にポリテトラフルオロエチレン（Poly  Tetra  Fluoro  Ethylene）を主成分とするポリマーを主成分とする保護層を形成する。更に、反応ガスとして１３０［ｓｃｃｍ］程度のＳＦ６と、１３［ｓｃｃｍ］程度のＯ２ガスと、摂氏１０度の程度の基板温度と、６００［Ｗ］程度のＩＣＰパワーと、基板に印加する２０［Ｗ］程度のＲＦパワーと、２６［ｍＴｏｒｒ］程度の反応室ガス圧とのもとで、６秒間の程度だけ反応を行い、基板２１のＳｉをエッチングする。上記の保護層の形成工程とその後のエッチングの工程とを、１３７分程度の間に繰り返すことによって、基板２１のＳｉが、０．０２程度のテーパ比と４８０［μｍ］程度（合計６３０［μｍ］程度）の深さとを実現するようにエッチングされ、第２領域Ｈａ２が形成される。
【００７４】
第１領域Ｈａ１の形成時のエッチングと第２領域Ｈａ２の形成時のエッチングとは平面視等方的であるので、凹部Ｈａの中心はパターニング精度のまま維持される。従って、比較的に高い位置精度の中心軸Ｈａ４が実現される。
【００７５】
次に、図１０の（Ｂ）部に示すように、凹部Ｈａの形成に用いたマスクＭ１を除去する。このマスクＭ１の除去の後に基板を光半導体素子１にダイシングする。そして、予め製造した光導波路素子９０と、以上のようにして製造した光半導体素子１とを用意する（以上、第１の工程）。
【００７６】
第１の工程の後、光半導体素子１の光信号路１ａ及び光信号路１ｂと、光導波路素子９０の光信号路９３ａ及び光信号路９３ｂとを重ねるように、光半導体素子１と光導波路素子９０との位置決めをする（第２の工程）。
【００７７】
第２の工程では、主面Ｓｆ１ａと裏面Ｓｆ２ｂとが対向するように、更に、二つの凹部Ｈａのそれぞれの中心軸Ｈａ４と二つの孔部９１ｃのそれぞれの中心軸９１ｃ１とが同軸となるように、光半導体素子１と光導波路素子９０とを配置し、同軸上にある孔部９１ｃ及び凹部Ｈａの全ての組それぞれにガイドピンＴＰを挿入することによって、光半導体素子１と光導波路素子９０とを位置決めする。
【００７８】
次に、第２の工程において比較的に高い精度で位置決めされた光半導体素子１と光導波路素子９０とを、図１１に示すように近づけて、接合する（第３の工程）。この第３の工程における光半導体素子１と光導波路素子９０との接合は、ガイドピンＴＰを光導波路素子９０（特にベース９１）と光半導体素子１とに通した状態で、位置固定用の樹脂又はソルダ（接合部４０に対応）を用いて行われる。この接合によって、光半導体素子１と光導波路素子９０とは、光半導体素子１の光信号路１ａ及び光信号路１ｂと光導波路素子９０の光信号路９３ａ及び光信号路９３ｂとが一致した状態で、強固に固定される。
【００７９】
（実施例２）図１２を参照して、実施形態に係る光半導体装置１００の製造方法の変形例を説明する。図１２は、この変形例（実施例２）に係る光半導体装置１００の製造方法の主要な工程を説明するための図であり、図２と同様の面から製造物を見た図である。
【００８０】
実施例２の光半導体装置１００の製造方法は、実施例１の第２の工程を除き実施例１と同じである。そこで、実施例２の第２の工程について説明する前に、まず、上述した実施例１の第２の工程について改めて説明する。実施例１の第２の工程では、第１の工程の後、最初に、二つの凹部Ｈａのそれぞれの中心軸Ｈａ４と二つの孔部９１ｃのそれぞれの中心軸９１ｃ１との互いの位置が大まかに合うように、光半導体素子１と光導波路素子９０とを対向させる。その後、二本のガイドピンＴＰのそれぞれを二つの孔部９１ｃのそれぞれと二つの凹部Ｈａのそれぞれとに挿入する。このように、孔部９１ｃと凹部Ｈａとの大まかな位置合わせ後にガイドピンＴＰを一本ずつ互いに位置合わせされた孔部９１ｃと凹部Ｈａとに挿入することによって、凹部Ｈａの中心軸Ｈａ４と孔部９１ｃの中心軸９１ｃ１とが、正確に一致する。結果として、光半導体素子１と光導波路素子９０とは、ガイドピンＴＰを用いることによって、高い精度で位置合わせされる。加えて、光半導体素子１の光信号路１ａ及び光信号路１ｂのそれぞれは、光導波路素子９０の光信号路９３ａ及び光信号路９３ｂのそれぞれに対して、正確に位置合わせされる。光信号路１ａ及び光信号路１ｂのそれぞれは、光信号路９３ａ及び光信号路９３ｂのそれぞれに光学的に結合される。
【００８１】
上記の実施例１の第２の工程に対し実施例２の第２の工程では、第１の工程で光半導体素子１と光導波路素子９０とを用意した後に、図１２に示すように、まず最初に、光半導体素子１の二つの凹部Ｈａのそれぞれに二本のガイドピンＴＰのそれぞれを嵌め込む。凹部Ｈａに嵌め込まれたガイドピンＴＰは凹部Ｈａによって支持されるので、光半導体素子１に対し自立することができる。次に、光導波路素子９０の裏面Ｓｆ２ｂを光半導体素子１の主面Ｓｆ１ａに向けて（裏面Ｓｆ２ｂと主面Ｓｆ１ａとが対向した状態で）、光半導体素子１の二つの凹部Ｈａのそれぞれに嵌め込まれている二本のガイドピンＴＰのそれぞれを、光導波路素子９０の二つの孔部９１ｃのそれぞれに挿入する。ガイドピンＴＰに光導波路素子９０の孔部９１ｃを沿わせながら、光導波路素子９０を光半導体素子１に近づけ、主面Ｓｆ１ａと裏面Ｓｆ２ｂとを対向させる。実施例２の第２の工程では、このようにして、光半導体素子１の光信号路１ａ及び光信号路１ｂのそれぞれと光導波路素子９０の光信号路９３ａ及び光信号路９３ｂのそれぞれとを重ねる（光学的に結合させる）ように、光半導体素子１と光導波路素子９０との位置決めをする。
【００８２】
この実施例２の第２の工程では、第１の工程の後、最初に、二本のガイドピンＴＰが光半導体素子１の二つの凹部Ｈａのそれぞれに嵌め込まれる。二本のガイドピンＴＰのそれぞれの中心軸ＴＰ１は、二つの凹部Ｈａのそれぞれの中心軸Ｈａ４に対して、位置合わせされる。その後に、光導波路素子９０の二つの孔部９１ｃのそれぞれに二本のガイドピンＴＰのそれぞれが入るように、光導波路素子９０が光半導体素子１に搭載される。このようにして、主面Ｓｆ１ａと裏面Ｓｆ２ｂとが対向し、二つの凹部Ｈａのそれぞれの中心軸Ｈａ４が、二つの孔部９１ｃのそれぞれの中心軸９１ｃ１に対して、正確に位置合わせされる（中心軸Ｈａ４と中心軸９１ｃ１とが重なる）。結果として、光半導体素子１と光導波路素子９０とは、簡単かつ正確に、位置決めされる。従って、実施例２では、光信号路１ａと光信号路１ｂとが、光信号路９３ａと光信号路９３ｂとに、互いに精密に位置合わせされる。加えて実施例２の第２の工程では、実施例１の第２の工程で行われた工程、すなわちガイドピンＴＰを凹部Ｈａに挿入する前に孔部９１ｃと凹部Ｈａとの位置を大まかに合わせる工程が、不要になる。なお、実施例２においても、実施例１と同様に、光半導体素子１は、ガイドピンＴＰと凹部Ｈａと孔部９１ｃとの組を二つ備える構成に限らず、ガイドピンＴＰと凹部Ｈａと孔部９１ｃとの組を三つ以上備える構成を有することができる。
【００８３】
以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
例えば情報処理及び情報通信用のデバイスとしての利用が考えられる。
【符号の説明】
【００８５】
１…光半導体素子、１００…光半導体装置、１ａ，１ｂ，９３ａ，９３ｂ…光信号路、２，２１…基板、２ａ，Ｓｆ１ａ，Ｓｆ２ａ…主面、２ｂ，Ｓｆ１ｂ，Ｓｆ２ｂ…裏面、３，３１…酸化膜、４，４１ｂ…光導波路部、４０…接合部、４１ａ…Ｓｉ層、４２…光通信部、４ａ…光出射部、４ｂ…光入射部、４ｃ１，４ｃ２，９２…光導波路、４ｄ…光変調器、４ｄ１…変調アーム、４ｄ１１…ｎ型領域、４ｄ１２…ｐ型領域、４ｄ２，４ｄ３…１ｘ２ＭＭＩカプラ光導波路、５…電気配線構造、５１ａ，５１ａ１，５１ａ２…第１層、５１ｂ，５１ｂ２…第２層、５１ｃ，５１ｃ２…第３層、５ａ…電気配線部、５ａ１，５ｂ２，５ａ３，５ｂ４，５ｃ１２，５ｃ１４…導体パターン、５ａ２，５ｂ１，５ｂ３，５ｃ１１，５ｃ１３…プラグ部、５ａ４…開口部、５ｂ，５ｃ１…防湿構造、９０…光導波路素子、９１…ベース、９１１…光導波部、９１ａ…出射用光導波部、９１ｂ…入射用光導波部、９１ｃ…孔部、９１ｃ１，Ｈａ４，ＴＰ１…中心軸、９２ａ…出射用光導波路、９２ｂ…入射用光導波路、Ｅｄ１，Ｅｄ２…端部、Ｅｓ…端面、Ｈａ…凹部、Ｈａ１…第１領域、Ｈａ２…第２領域、Ｋ１…境界面、Ｍ１…マスク、Ｍ１ａ…円形開口パターン、Ｏｐ…開口、ＴＰ…ガイドピン。
【図２】
2015111260.tif 000003
【図３】
2015111260.tif 000004
【図４】
2015111260.tif 000005
【図５】
2015111260.tif 000006
【図６】
2015111260.tif 000007
【図７】
2015111260.tif 000008
【図８】
2015111260.tif 000009
【図９】
2015111260.tif 000010
【図１０】
2015111260.tif 000011
【図１１】
2015111260.tif 000012
【図１２】
2015111260.tif 000013
【図１】
2015111260.tif 000014