(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなり、かつ、凸部を有するキャリアと、
前記キャリア上に形成され、キャリア側から、基板、光導波路、および光部品を含む光
集積回路と
を含み、
前記キャリアの凸部の上方には、前記光集積回路の前記基板および前記光導波路を貫通
し、かつ発熱部品を配置可能な開口部が設けられ、
前記キャリアは、前記発熱部品の発熱を、キャリア裏面から排熱するように構成され、
前記光導波路は、上部クラッド、コアおよび下部クラッドを含み、
前記上部クラッド上には、電気線路が設けられ、前記電気線路のグランドと前記キャリ
アとは電気的に接続されている
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記発熱部品は、熱を発生する光素子またはＩＣ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】
前記開口部の全体を覆う蓋部をさらに含み、前記蓋部と前記上部クラッドとの間、およ
び前記キャリアと前記基板との間はともに封止されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記電気線路と前記ＩＣとの接続は、ワイヤボンディングで施されていることを特徴と
する請求項２に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記キャリアの凸部は、前記ＩＣの高さ方向において、前記ワイヤボンディングが可能
なクリアランスが確保できるように高さが設定されていることを特徴とする請求項４に記載の光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光部品および電気部品を集積化した光デバイスに関する。
【０００２】
近年、光ファイバ伝送の普及に伴い、多数の光機能素子を高密度に集積する技術が求められており、その一つとして、石英系平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）の技術が知られている。ＰＬＣは、低損失、高信頼性および高い設計の自由度といった優れた特徴を有する導波路型光デバイスである。光通信伝送端における伝送装置には、合分波器および分岐・結合器等の機能を集積したＰＬＣが搭載されている。また、伝送装置内には、ＰＬＣのほかにも、光源であるレーザーダイオード（ＬＤ：Laser Diode）あるいは光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）などの光デバイス、または／およびドライバアンプまたはトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ：Transimpedance Amplifier）といったＩＣ（integrated Circuit）も搭載されており、トランスミッタやレシーバとしても機能する。近年、さらなる通信容量の拡大に向けて、光信号処理を行うＰＬＣ等の導波路型光デバイスと、光電変換するＰＤ等の光デバイスと、電気信号を増幅するＴＩＡ等のＩＣとを集積した高機能な光デバイスが求められている。
【０００３】
このような光デバイスのプラットフォームとして、上述したＰＬＣは有望である。従来、個別に作製されたＬＤチップとＰＬＣチップとをハイブリッドに集積した光デバイスが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
この従来の光デバイスでは、光回路の一部に溝領域を設け、その端面の光導波路に対して、ＬＤを調芯しながら実装することで光結合を行う手法が採用されているが、溝領域用の実装面積がある程度必要になる。そこで、光導波路の一部の領域に４５度ミラーを設け、その光導波路上にＬＤを実装することにより、４５度ミラーでＬＤからの光の光路を変えて、光導波路との光結合を行う手法が注目されている。このような、ＰＬＣ上に光結合用ミラーとＬＤとを実装するスタック実装型の集積デバイスは、デバイスの小型化、および光波回路設計の自由度の面で利点がある。
【０００５】
上述したＰＬＣは、低誘電率（低誘電損失）という石英の特性から、電気信号の低損失な高周波線路の基板材料としても優れており、光と電気の両方の導波路デバイスとして有望とされている（非特許文献１）。この導波路デバイスでは、ＬＤへの高速な信号入力においても、従来のセラミック基板を用いた高周波線路を使うことなく、ＰＬＣ上に設けられた高周波線路で対応することができる。このようなＰＬＣ上の高周波線路を用いることで、ＴＩＡのようなＩＣもＰＬＣ上へスタック実装することが可能となり、部材点数の減少も相まって、より低コストで小型の光デバイスを実現できる。
【０００６】
実装はＰＤやＴＩＡをＰＬＣ上に搭載することで行われるが、ＰＬＣ上面の石英は、熱伝導性が低く、また導電性がないため、グランドが取れない。そのため、放熱パスまたはグランドを形成する目的でビアを形成し、メッキや導電性および熱伝導性をもつフィラーで埋める構造がとられる（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８９０２８１号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】電子情報通信学会秋季大会，1994年 C-195 SiO2/Siハイブリッド光集積プラットフォームにおけるコプレーナ線路の特性
【非特許文献２】電子情報通信学会総合大会2014年C-3-49 石英系光導波路の光電子融合集積における放熱ビア技術
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、ＴＩＡの多チャンネル化や高速化が進展するにつれて、発生する熱量が多くなり、熱抵抗の大きい石英上のＴＩＡ実装では、従来のビア構造よりも排熱しやすい構造が必要となる。また高速化や高密度化で、ＩＣの発振やチャネルのクロストークも発生しやすくなるため、従来よりもさらに安定したグランドが必要となる。
【００１０】
このようにスタック実装により、小型で高機能な集積デバイスが期待できる一方で、それを安定に動作させるための放熱パスと安定グランドの確保が、従来の構造では困難という問題がある。また光回路においても、熱光学効果に起因する位相変化などにより、光回路特性の劣化が懸念されるため、光回路の温度変化を小さくするよう、より熱伝導性の高い放熱パスの確保が潜在的な課題となっている。
【００１１】
本発明は、このような状況下において鑑みてなされたものであり、メッキやフィラーを充てんしたビア構造を用いることなく、光集積回路に実装する発熱部品からの排熱を容易にする光デバイス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】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明は、金属からなり、かつ、凸部を有するキャリアと、前記キャリア上に形成され、キャリア側から、基板、光導波路、および光部品を含む光集積回路とを含み、前記キャリアの凸部の上方には、前記光集積回路の前記基板および前記光導波路を貫通し、かつ発熱部品を配置可能な開口部が設けられ、前記キャリアは、前記発熱部品の発熱を、キャリア裏面から排熱するように構成され、前記光導波路は、上部クラッド、コアおよび下部クラッドを含み、前記上部クラッド上には、電気線路が設けられ、前記電気線路のグランドと前記キャリアとは電気的に接続されている。
【００１３】
前記発熱部品は、熱を発生する光素子またはＩＣとしてもよい。
【００１５】
本発明は、前記開口部の全体を覆う蓋部をさらに含み、前記蓋部と前記上部クラッドとの間、および前記キャリアと前記基板との間はともに封止されるようにしてもよい。
【００１６】
前記電気線路と前記ＩＣとの接続は、ワイヤボンディングで施すようにしてもよい。
【００１７】
前記キャリアの凸部は、前記ＩＣの高さ方向において、前記ワイヤボンディングが可能なクリアランスが確保できるように高さが設定されているようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光集積回路に実装する発熱部品からの排熱を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の光デバイスの基本的な構成を示す概略図である。
【図２】光部品および電気部品が実装された光デバイスの全体的な構成例を示す図である。
【図３】図２の光デバイスの断面例を示す図である。
【図４】図２の光デバイスを構成する構成要素を説明するための図である。
【図５】図２の光デバイスと比較するために用いられる光デバイスの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態における光デバイスについて説明する。この光デバイスは、キャリア上に、石英系光導波路を用いたパッシブ光集積回路である平面（プレーナ）光波回路（ＰＬＣ）を備えており、このＰＬＣ上に、熱を発生する光素子と、ＩＣ等の電気素子とを備えるものである。この実施形態では、これらの光素子および電気素子を、発熱部品と称す。
【００２１】
［光デバイスの基本的な構成］
先ず、光デバイスの基本的な構成例について、図１を参照して説明する。図１は、光デバイス１の基本的な構成例を示す概略図であって、（ａ）は光デバイス１の斜視図、（ｂ）は光デバイス１の断面図を示す。
【００２２】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、光デバイス１は、熱伝導率の高い金属からなるキャリア１１を備えており、キャリア１１上には、キャリア側から、シリコン（Ｓｉ）基板１２と、光導波路１３とを備える。Ｓｉ基板１２は、接着層１５によりキャリア１１上に接着される。図１（ａ）において、符号１５は、ＲＦ（Radio Frequency）配線を示してある。
【００２３】
ビア（開口部）１４は、Ｓｉ基板１２および光導波路１３を貫通して形成されている。ビア１４内には、テラス（キャリア凸部）１１ａが形成され、そのテラス１１ａ上には、ＩＣであるトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）２０が配置される。
【００２４】
ＴＩＡ２０より発生した熱は、テラス１１ａを介してキャリア１１へ放熱され、結果、キャリア１１の裏面から排熱する。
【００２５】
［光デバイスの具体例］
次に、発熱部品が実装された光デバイス１Ａの全体的な構成例について、図２〜図３を参照して説明する。図２は、発熱部品が実装された光デバイス１Ａの全体的な構成例を示す図である。図３は、光デバイス１Ａの断面例を示す図である。
【００２６】
図２および図３に示すように、光デバイス１Ａは、キャリア２１を備えており、キャリア２１上には、キャリア側から、Ｓｉ基板２２と、光導波路２３とを備える。キャリア２１、Ｓｉ基板２２および光導波路２３は、それぞれ、図１に示したキャリア１１、Ｓｉ基板１２および光導波路１３に相当する。
【００２７】
ビア２４は、図１に示したものと同様に、Ｓｉ基板２２および光導波路２３を貫通して形成されている。ビア２４内には、テラス２１ａが形成され、そのテラス２１ａ上には、ＩＣであるトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３０が配置される。ＴＩＡ３０は、後述するフォトダイオード３１で検出された信号電流を差動の電圧出力に変換する。この実施形態では、ＴＩＡ３０は、例えば４チャンネル有する。
【００２８】
この実施形態の光デバイス１Ａでは、図１に示したものと異なり、光導波路２３上には、１本の入力導波路２５と、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３２と、４本の出力導波路２６と、４本のＲＦ線路２７と、受光面３１ａを含むフォトダイオード（ＰＤ）３１とを備える。図３の例では、ＰＤ３１の底面は、Ａｕバンプ５３によりＲＦ線路２７と接続される。ＰＤ３１は、例えば、４チャンネル面型ＰＤチップである。
【００２９】
図３において、上述した光導波路２３は、下部クラッド２３ａとコア２３ｂと上部クラッド２３ｃとを備える。また、２つのＲＦ線路２７の間、および２つのＲＦ線路２８の間はワイヤ４０で接続される。傾斜ミラー部４２は、Ａｌ反射面４２ａを有しており、この反射面４２ａで反射された光が受光面３１ａで検出されるように構成されている。
【００３０】
なお、この実施形態の光デバイス１Ａにおいて、後述するように、ＰＬＣ６０は、１本の入力導波路２５、ＡＷＧ３２、４本の出力導波路２６、傾斜ミラー４２、ＲＦ配線２７、ＤＣ配線２９、および、導波路層１３と基板１２とを貫通するビア２４を含む。
【００３１】
なお、ＤＣ線路２９についても、不図示のＩＣとワイヤボンディングするのが好ましい。ワイヤボンディングが好ましいのは、接続間の高さをそろえる必要があるフリップフロップ接続と異なり、接着層５１，５２やキャリア２１の高さ誤差を吸収して、構成要素間を電気接続することができるからである。また、各線路２７，２８，２９とＩＣとのワイヤボンディング接続時の高さ方向（図２のｚ方向）の長さは、接続距離を短くするため、そろえるのが好ましい。
【００３２】
図２および図３において、光デバイス１Ａは、リッド３３と呼ばれる蓋を用いて気密封止されている。図３の例では、リッド３３は、接着層５１で接着される。基板２１の裏面とキャリア２１の上面との間についても、接着層５１で接着される。これにより、リッド３３の内部が気密封止される。
【００３３】
この実施形態では、ＰＬＣ６０のサイズは、５ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（横）である。コア２３ｂの径は２．６μｍであり、上部クラッド２３ｃと下部クラッド２３ａの膜厚はともに１５μｍである。コア２３ｂと各クラッド２３ａ，２３ｃとの間の屈折率差は、５％である。なお、図２において、ｘ方向は（縦）方向、ｙ方向は（横）方法、ｚ方向は（厚さ）または（高さ）方向を表している。光導波路２３としては、１ｍｍ厚のＳｉ基板２２上に形成された石英系ＰＬＣを用いる。
【００３４】
光デバイス１Ａでは、ＰＬＣ６０の入力導波路２５から光を入力して、ＡＷＧ３２を介して分波し、分波後の光を出力導波路２６および傾斜ミラー４２へ出射する。なお、傾斜ミラー４２は、ＰＬＣ６０の中央（例えば、ＰＬＣ６０においてｙ方向に５ｍｍの位置）に設けられている。ＡＷＧ３２では、１．３μｍの中心波長および４．５ｎｍの波長間隔で分光するように設計されている。
【００３５】
傾斜ミラー４２は、光導波路層２３内が４５度で溝加工された傾斜面４２ａに、たとえばアルミなどの反射膜が形成されており、これにより、出力導波路２６を伝搬する光をＰＬＣ６０上面へ光路変換するようになっている。
【００３６】
ビア２４は、傾斜ミラー４２の側に、３ｍｍ（縦）×２ｍｍ（横）の面積（平面視）で、光導波路層２３とＳｉ基板２２とを貫通して形成されている。
【００３７】
ＲＦ線路２７は、１００μｍの線路幅および１５０μｍのピッチを有するＧＳＧ（グランド−信号線−グランド）のコプレーナ線路形式の線路である。ＲＦ線路２８は、１００μｍの線路幅および１２５μｍのピッチを有するＧＳＳＧ（グランド−信号線−信号線−グランド）のコプレーナ線路形式の線路である。
【００３８】
傾斜ミラー４２の脇には、１００μｍの線路幅を有するＰＤバイアス用ＤＣ線路２９（図２）が設けられている。上記ＲＦ線路２７，２８およびＤＣ線路２９は、ＰＬＣ６０上に蒸着されたＡｕで形成されている。
【００３９】
ＰＤ３１は、１ｍｍ（縦）×０．５ｍｍ（横）×２００μｍ（厚さ）のサイズを有する。このＰＤ３１は、ＩｎＰ基板上に、受光径が２０μｍの受光面３１ａと、ＧＳＧ電極が１５０μｍのピッチで４チャネル分形成された面型ＰＤであり、傾斜ミラー４２で光路変換された光信号を受光して電気信号に変換する。
【００４０】
ＴＩＡ３０は、２ｍｍ（縦）×１．８ｍｍ（横）×４５０μｍ（厚さ）のＩＣチップである。このＴＩＡ３０では、入力電極として、ＧＳＧ（グランド−シグナル−グランド）の電極パッドが１５０μｍのピッチで形成されている。この電極パッドは、１００μｍ角で形成されている。また、このＴＩＡ３０の出力電極として、ＧＳＳＧ（グランド−シグナル−シグナル−グランド）の差動の電極パッドが１２５μｍピッチで形成されている。この出力電極としての電極パッドは、１００μｍ角で形成されている。
【００４１】
ＴＩＡ３０では、ＰＤ３１から出力された電流の電気信号を、電圧の電気信号に変換して増幅する。
【００４２】
キャリア２１のサイズは、ＰＬＣ６０と同じ５ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（横）である。キャリア２１には、０．３ｍｍの厚みのＣμＷでメッキされており、ビア２４の部分に対応する部分に、０．６ｍｍ高さのテラス（キャリア凸部）２１ａが設けられている。このテラス２１ａは、約３ｍｍ（縦）×約２ｍｍ（横）のビア２４が挿入可能な面積を有する。テラス２１ａは、図２に示したｚ方向（ＩＣの高さ方向）において、上述したワイヤボンディングが可能なクリアランスが確保できるように高さが設定される。なお、このクリアランスは、上述したリッド３３の高さを調整することで確保するようにすることもできる。
【００４３】
キャリア２１の材料としては、例えば、Ｓｉや金属などがあるが、好ましくは、ＣｕＷやコバールなど、熱伝導性が高く、熱膨張係数の小さい金属がよい。
【００４４】
リッド３３の外形は、５ｍｍ（縦）×５ｍｍ（横）×１ｍｍ（高さ）である。そして、リッド３３の内径は、４ｍｍ（縦）×４ｍｍ（横）×０．５ｍｍ（高さ）である。リッド３３の材料としては、例えば、Ｓｉであるが、メッキされたコバールなどの金属、セラミックまたはＳｉＯ2でも良い。
【００４５】
ＰＬＣ６０上のＲＦ線路２７のグランドＧは、ボンディングワイヤ４３（図３）を介して、キャリア２１のテラス２１ａ上に接続される。また、ＰＬＣ６０上のＲＦ線路２８のグランドＧは、導波路２３およびＳｉ基板２２を貫通するビア５３（図３）および接着層５２を介して、キャリア２１と接続される。
【００４６】
図４は、光デバイス１Ａの構成要素２１，３０〜３２，３３の詳細な構成例を示す図であって、（ａ）はＴＩＡ３０、（ｂ）はＰＤ３１、（ｃ）はＰＬＣ６０、（ｄ）はキャリア２１、を示す。
【００４７】
図４（ａ）において、ＴＩＡ３０は、入力電極３０ａと出力電極３０ｂとを備える。入力電極３０ａの各々は、ＧＳＧ形式のＲＦ線路２７のグランドＧとシグナルＳに接続される。また、出力電極３０ｂの各々は、ＧＳＳＧ形式のＲＦ線路２８のグランドＧとシグナルＳとに接続される。
【００４８】
図４（ｂ）において、ＰＤ３１は、受光面３１ａと電極３１ｂとを備える。
【００４９】
図４（ｃ）において、ＰＬＣ６０は、図２および図３に示したとおりの構成を備える。すなわち、ＰＬＣ３２は、Ｓｉ基板２２および光導波路２３を備えるとともに、入力導波路２５と、ＡＷＧ３２と、出力導波路２６と、線路２７，２８，２９と、傾斜ミラー４２と、ビア２４とを含む。
【００５０】
図４（ｄ）は、テラス２１ａを含むキャリア２１が例示してある。また、図４（ｅ）は、リッド３３が例示してある。
【００５１】
［光デバイスの作製方法］
次に、上述した光デバイス１Ａの作製方法について、再度図２〜図４を参照して説明する。
【００５２】
この実施形態の光デバイス１Ａは、ＰＬＣ６０（入力導波路２５、ＡＷＧ３２、出力導波路２６、傾斜ミラー４２、ＲＦ電極、ＤＣ電極、および、導波路層１３と基板１２とを貫通するビア２４を含む。）の表面にＰＤ３１およびＴＩＡ３０を搭載するとともに、ＰＬＣ６０の裏面に、ＴＩＡ３１を搭載するためのテラス２１ａを備えたキャリア１１を形成する。このとき、上述した構成要素は、光学的かつ電気的に結合するようにする。そして、リッド６０で、ＰＬＣ６０を気密封止する。以下では、これを詳細に説明する。
【００５３】
ＰＬＣ６０の裏面から、ビア２４にキャリア２１のテラス２１ａを挿入し、気密封止可能な接着層５２（例えば、はんだや、エポキシなど）を用いて、キャリア２１をＰＬＣ６０の裏面側と接着する。
【００５４】
次に、入力導波路２５に赤外光を入射し、傾斜ミラー４２で反射された光強度をＰＤ３１でモニタしながら結合効率が最大になるよう位置合わせを行う。そして、Ａｕバンプ５１を用いたフリップチップ実装することで、ＰＤ３１とＰＬＣ６０との間で光結合と電気結合の両方を行う。
【００５５】
ＴＩＡ３０を、キャリア２１のテラス２１ａに熱伝導性の高いペーストやはんだで固定し、ＰＬＣ６０上のＲＦ配線２７とＴＩＡ３０のパッド２９をワイヤ４０によりボンディング接続する。このとき、厚み約１ｍｍのＰＬＣ６０のビア２４に、０．６ｍｍ厚のテラス２１ａの上に、０．４５ｍｍ厚のＴＩＡ３０が搭載されたキャリア２１が挿入されるため、ＰＬＣ６０の上面とＴＩＡ３０の上面は、ほぼ同じ高さとなる。この構造により、短いワイヤ長でワイヤボンディングすることが可能となり、良好な高周波特性も得ることができる。
【００５６】
ＴＩＡ３０とＰＤ３１とを覆うようにリッド３３でＰＬＣ６０の表面に蓋をして、気密封止可能な接着層５１を用いて、リッド３３とＰＬＣ６０の表面とを接着する。このとき、リッド３３は、ＤＣ配線２９とＲＦ配線２７を跨ぐことになるため、接着層５１には、ガラスはんだやエポキシが用いられる。このように実装することで、サイズを大きくすることなく、ＴＩＡ３０をＰＬＣ６０の上にスタック実装することができる。これにより、ＴＩＡ３０で発生した熱をＴＩＡ３０の下にあるキャリア２１に効率的に放熱することができ、結果、電気的に安定なグランドを備えた積層型光デバイス１Ａを実現できる。さらに、この積層型光デバイス１Ａでは、従来の光デバイスのように気密封止用のパッケージを使用することなく、ＰＤ３１とＴＩＡ３０がリッド３３で局所気密封止されるため、積層型光デバイス１Ａのチップサイズを大きくすることない。また、ＴＩＡ３０およびＰＤ３１をＰＬＣ６０上にスタック実装することができるので、部品点数が減少し、より低コストで作製できる。さらに、積層型光デバイス１Ａでは、ボンディングワイヤ４３およびビア５３によって、ＲＦ線路２７，２８のグランドとキャリア１２とを接続し、安定したグランドをとることができる。
【００５７】
上述した積層型光デバイス１Ａの放熱効果を検証するために、別の光デバイス１００との比較を行った。
【００５８】
図５は、かかる光デバイス１００の断面を示している。図５では、光デバイス１００では、非特許文献１のＰＬＣのキャリア挿入用ビアに代えて、直径３００μｍの貫通ビア１０３がＴＩＡ１０４下に形成されている。貫通ビア１０３は、Ｓｉ基板１０１および光導波路１０２を貫通しており、この貫通ビア１０３内には、熱伝導ペーストが充填されている。光導波路１０２は、コア１０５を含む。
【００５９】
この検証では、積層型光デバイス１Ａおよび光デバイス１００の各々のＴＩＡを通電し、そのときの各デバイス内の最大温度をサーモグラフィで測定した。なお、サーモグラフィによる温度測定のため、上述したリッド３３による封止は行っていない。
【００６０】
この場合、光デバイス１００では、最大温度が８７℃であったのに対し、積層型光デバイス１Ａでは、８３℃まで下がった。このことから、ビア２４にキャリア２１を挿入してスタック実装する積層型光デバイス１Ａでは、たとえ機能素子の多チャンネル化または高密度化による発熱量が増加したとしても、効率的な放熱構造が実現できることがわかる。これにより、積層型光デバイス１Ａは、動作が安定し、かつ小型となる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態の光デバイスは、テラスを有するキャリアと、キャリア上に形成され、キャリア側から、基板、光導波路、および光部品を含むＰＬＣとを含み、キャリアのテラスの上方には、ＰＬＣの基板および光導波路を貫通し、かつ発熱部品を配置可能なビアが設けられ、キャリアは、発熱部品の発熱を、キャリア裏面から排熱するように構成されている。これにより、発熱部品から発せられた熱が、キャリアを通じてキャリア裏面から排熱されることになる。
【００６２】
ＰＬＣの外側にＴＩＡ等を実装するような従来の光デバイスでは、発熱部品の下にキャリアを設けることで放熱性が得られるものの、本実施形態の光デバイスでは、それと同様のキャリア材料を用いることで以下の放熱効果が得られる。
【００６３】
また、本実施形態の光デバイスでは、ＰＬＣがビアを介してスタックされることで、さらなる小型化も実現できる。小型化のため、従来の光デバイスのようにサーマルビアを用いた場合、一般的なビアの直径は数百ミクロンとなり、ＴＩＡ等の機能素子の面積よりも小さいため、ビア上は裏面側に排熱されるものの、それ以外の領域は熱抵抗の高い石英上になってしまい、放熱が不十分になる。その一方で、ビアの面積を大きくすれば放熱性が向上するように考えられるものの、ビアの体積が大きくなることによりメッキやフィラー充填時のプロセスで体積収縮などにより、放熱を妨げる空隙が発生しやすくなる。この場合、平坦な表面を得ることも難しく、機能素子の実装に向かないため、単純にビアの面積を大きくするのは好ましくない。また、ビア内のキャリア上に搭載された発熱する発熱部品と、導波路層とが離れて配置されることにより、熱の分離（アイソレーション）が生じる。この点では、導波路層が温度変化することで生じる光回路の特性が変化する問題を抑制する効果がある。
【００６４】
このように、導波路型光デバイス１，１Ａ上に、発熱する発熱部品をスタック実装する際に、導波路層と基板とを貫通するビアと、そのビアに熱伝導性の高いキャリアが挿入された構造を設け、そのキャリア上に機能素子を搭載することで、効率的に裏面側へと排熱することが可能となり、機能素子は安定に動作することができる。
【００６５】
従来のサーマルビアを設けた光デバイスでは、ビア以外の放熱性が乏しく、一方でビアを大きくすると平坦性が損なわれるため、発熱部品を実装するのに不向きであった。それに対し本実施形態の光デバイス１，１Ａでは、発熱部品と同等以上の面積を有するビアを、フィラーやメッキで充填するのではなく、熱伝導性の高い金属等のキャリア上に設け、そのキャリア上に発熱部品を搭載することにより、光デバイス１，１Ａのサイズを大きくすることなく、効率的に放熱し、かつ電気的に安定なグランドを有する光デバイスを提供することができる。
【００６６】
以上、実施形態について詳述してきたが、実施形態は変更することができる。上述した材料および寸法は本実施形態に限られるものではなく、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲の設計変更は自由にできる。例えば、Ｓｉ基板１２，２２は、ＳｉＯ2で生成するようにしてもよい。
【００６７】
また、テラス２１ａ上に配置される発熱部品として、ＴＩＡ２０，３０を例にとって説明したが、光源であるレーザーダイオード（ＬＤ：Laser Diode）、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）、ドライバアンプＬＤ（Laser Diode）等の発熱部品を適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ａ  積層型光デバイス
１１，２１  キャリア
１２，２２  Ｓｉ基板
１３，２３  光導波路
１４，２４  ビア
２５  入力導波路
２６  出力導波路
２７，２８  ＲＦ線路
２９  ＤＣ線路
２０，３０  ＴＩＡ
３１  ＰＤ
３３  リッド
４０，４３  ボンディングワイヤ
５３  貫通ビア
６０  ＰＬＣ
【図１】
0006530706.tif 000002
【図２】
0006530706.tif 000003
【図３】
0006530706.tif 000004
【図４】
0006530706.tif 000005
【図５】
0006530706.tif 000006