(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子基体と、
この素子基体の一方側の第１構成部分に設けられたフォトニック結晶構造と、
前記素子基体の前記一方側とは反対側の第２構成部分に形成された光電変換素子と
を有し、前記フォトニック結晶構造が、前記光電変換素子の光軸を囲むように前記素子基体の前記第１構成部分に形成された複数個の孔からなっており、互いに隣接する前記孔間の距離が前記出射光の波長以下であり、前記光電変換素子の出射光の光ビーム成分が前記フォトニック結晶構造を通して平行光化され、前記第１構成部分から前記一方側へ出射される、光電変換装置。
【請求項２】
前記フォトニック結晶構造に隣接して、前記光電変換素子と前記フォトニック結晶構造との位置合わせ用のアライメントマークが前記第１構成部分に設けられている、請求項１に記載した光電変換装置。
【請求項３】
前記光電変換素子としての発光素子アレイが前記素子基体の前記第２構成部分に設けられている、請求項１に記載した光電変換装置。
【請求項４】
素子基体の一方側の第１構成部分にフォトニック結晶構造を設ける工程と、
前記素子基体の前記一方側とは反対側の第２構成部分に光電変換素子を形成する工程  と
を有し、前記光電変換素子の光軸を囲むように前記素子基体の前記第１構成部分に前記フォトニック結晶構造としての複数個の孔がエッチングによって形成され、互いに隣接する前記孔間の距離が前記光電変換素子の出射光の波長以下にエッチング加工され、前記光電変換素子の出射光の光ビーム成分が前記フォトニック結晶構造を通して平行光化され、前記第１構成部分から前記一方側へ出射される、光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
前記素子基体の前記第１構成部分に前記光電変換素子と前記フォトニック結晶構造との位置合わせ用のアライメントマークを形成した後、このアライメントマークを基準にして、前記素子基体の前記第２構成部分に前記光電変換素子を形成し、更に前記第１構成部分に前記フォトニック結晶構造を形成する、請求項４に記載した光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
前記光電変換素子としての発光素子アレイを前記素子基体の前記第２構成部分に設ける、請求項４に記載した光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
素子基体と、この素子基体の一方側の第１構成部分に設けられたフォトニック結晶構 造と、前記素子基体の前記一方側とは反対側の第２構成部分に形成された光電変換素子 とを有し、前記フォトニック結晶構造が、前記光電変換素子の光軸を囲むように前記素 子基体の前記第１構成部分に形成された複数個の孔からなっており、互いに隣接する前 記孔間の距離が前記出射光の波長以下であり、前記光電変換素子の出射光の光ビーム成  分が前記フォトニック結晶構造を通して平行光化され、前記第１構成部分から前記一方 側へ出射される光電変換装置と、
前記光電変換素子を駆動する駆動素子と、
前記光電変換素子の前記出射光が導入される光導波路と、
この光導波路から出射された光を受光する受光素子と
を有することを特徴とする、光情報処理装置。
【請求項８】
前記フォトニック結晶構造に隣接して、前記光電変換素子と前記フォトニック結晶構造との位置合わせ用のアライメントマークが前記第１構成部分に設けられている、請求項７に記載した光情報処理装置。
【請求項９】
前記光電変換素子としての発光素子アレイが前記素子基体の前記第２構成部分に設けられている、請求項７に記載した光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置及びその製造方法、並びに光情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ（Large Scale Integration）の微細化に伴い、トランジスタ単体の速度は著しく増加しており、例えば、インテル社製ペンティアム（登録商標）に代表されるＭＰＵ（Micro Processor Unit）は、３ＧＨｚ程度の動作速度で動作している。
【０００３】
一方、データを送信する電気配線については、スケーリング則により配線抵抗が増加するため、配線遅延の課題が挙げられている。また、配線抵抗だけでなく、配線間の容量も大きな課題となっている。それらを解決するためには、材料が本質的に持っている物性値を変更する必要があり、配線に関してはアルミニウムから銅へ、配線間の層間膜に関してはより低誘電率の材料へと開発が進んでいる。
【０００４】
上記はＬＳＩ内部に関するものであるが、ＬＳＩ外部にもデータを伝送する必要があり、上記と同様の課題が挙げられている。そのような状況の中で、以下に示すような技術的、能力的な背景がある。
【０００５】
技術的な観点においては、半導体の微細化の進行により、ロジックとメモリー（ＤＲＡＭ：Dynamic Random Access Memory）を同一チップに形成するＳＯＣ（Silicon on chip）では、その両立が困難な領域になりつつあり、ロジックとメモリーを分割する傾向にある。能力的な観点においては、複数のＭＰＵを並列接続することにより、パフォーマンス向上をねらっている。
【０００６】
即ち、ＬＳＩ同士の接続がＬＳＩの微細化及び性能向上に従い、増えることになる。上述したように、ＬＳＩの微細化に伴って電気配線の能力を材料の観点から向上していかなければならないが、既に量産的な観点から使用できる材料はほぼ適用されている状況にある。さらに、電気配線の場合、長距離伝送、高周波伝送になるほど減衰が増加するため、ＬＳＩ同士を接続する配線にはより厳しい状況となっている。
【０００７】
上記のようなＬＳＩ間を接続する伝送律速を解決するために、様々な方法が提案されている。大別すると、電気配線技術の延命、電磁波による伝送、光による伝送である。
【０００８】
電気配線技術の延命では、配線長を短くするためにＳｉＰ（Silicon in Package）にする方法、特に３次元実装技術を用いたチップ積層化が有効である（例えば、電子情報通信学会論文誌C vol.J87-C No.11 pp.791-801 2004年11月を参照。）。回路設計技術においては、例えば、インピーダンス不整合点を結ぶ配線距離を信号切り替え時間の半分の整数倍で信号伝送時間に設計するインピーダンス不整合解決方法（例えば、特開２００１−１１１４０８号公報を参照。）等がある。
【０００９】
電磁波による伝送では、ＭＥＭＳ（Mechanical Electrical Systems）技術を用い、送受信するアンテナをシリコン基板内に形成する方法がある（例えば、Rashid, et al, Proceedings of the IEEE 2003 international Inter-connect Technology Conference, pp.156-158, June 2003を参照。）。
【００１０】
ＬＳＩ間接続高速伝送技術の開発において、光による伝送方法が最も盛んに行われている。光伝送によるＬＳＩ間接続構造の基本的な構成部品は受光素子、発光素子及び光導波路であり、また、これら光デバイスとＬＳＩチップとを接続するインターポーザが多く使用されている（例えば、後記の特許文献１参照。）。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−３１４５６号公報（４頁４７行目〜７頁２４行目、図１、図２、図３、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のような光システムにおいて、課題となる点は光のカップリングである。発光素子（例えば面発光レーザ）からの光放射全角度が２５°であるため、光ビームは広がる。このため、発光素子からの出射光を光導波路へ導入させたときに光伝送ロスが生じる。
【００１３】
図６は、発光源として１０μｍΦの面発光レーザを使用した場合における、発光素子、光導波路間の距離と、光損失との関係を示すグラフである。図６に示すように、発光素子と光導波路の距離が７０μｍ未満ならば入射による光ロスはゼロであるが、それ以上の距離になると、例えば、１０５μｍの距離では５０％（約３ｄＢ）ロスになり、また２６０μｍの距離では９０％（約１０ｄＢ）ロスとなる。なお、システムの構造上、発光素子と光導波路の距離を数十μｍレベルで制御することは非常に困難である。
【００１４】
これを解決するために、発光素子からの出射光が拡散するのを防止する手法として、一般的に、レンズが用いられている。これにより、発光素子からの出射光が拡散するのを防止するだけでなく、集光させることもできるので、光の拡散ロスは少ないものと予想される。
【００１５】
しかしながら、曲率を有するレンズを発光素子とモノリシックに形成することは非常に難しい。より具体的には、三次元の曲率を持つ形状を半導体プロセスで加工することは非常に難しい。
【００１６】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、光の拡散を効果的に防止することができる光電変換装置、及びこの光電変換装置を容易に作製することができる光電変換装置の製造方法、並びにこの光電変換装置を適用した光情報処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
即ち、本発明は、光電変換素子と、前記光電変換素子が設けられた素子基体とを有し、前記光電変換素子とは反対の面側において前記素子基体にフォトニック結晶構造が形成され、少なくとも前記光電変換素子の出射光の光ビーム成分が前記フォトニック結晶構造を通して光路変更される、光電変換装置に係るものである。
【００１８】
また、本発明の光電変換装置の製造方法であって、素子基体に光電変換素子を設ける工程と、前記光電変換素子とは反対の面側において、前記素子基体にフォトニック結晶構造を形成する工程とを有する、光電変換装置の製造方法に係るものである。
【００１９】
さらに、光電変換装置と、光導波部と、光電変換素子を駆動する駆動素子とからなり、前記光電変換装置が、
光電変換素子と、前記光電変換素子が設けられた素子基体とを有し、前記光電変換素  子とは反対の面側において前記素子基体にフォトニック結晶構造が形成され、少なくと  も前記光電変換素子の出射光の光ビーム成分が前記フォトニック結晶構造を通して光路  変更される
ことを特徴とする、光情報処理装置に係るものである。
【００２０】
本発明において、前記フォトニック結晶構造とは、屈折率の異なる材料が光の波長より小さい範囲で周期的に配置された構造であり、前記フォトニック結晶構造に前記光ビーム成分を通すことにより、光路変更させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の光電変換装置によれば、前記光電変換素子とは反対の面側において前記素子基体に前記フォトニック結晶構造が形成され、少なくとも前記出射光の光ビーム成分が前記フォトニック結晶構造を通して光路変更されるので、少なくとも前記出射光が拡散するのを効果的に防止することができる。
【００２２】
また、本発明の光電変換装置の製造方法によれば、前記フォトニック結晶構造が、屈折率の異なる材料が光の波長より小さい範囲で周期的に配置された構造であるので、上記の従来例のように曲率を有するレンズを形成するのと比べ、半導体プロセスで容易に作製することができる。
【００２３】
さらに、本発明の光電変換装置は、上述したように、少なくとも前記出射光の前記光ビーム成分が拡散するのを効果的に防止することができるので、例えば、前記出射光を前記光導波部へ導入する際の光損失を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の光電変換装置において、前記フォトニック結晶構造が、前記光電変換素子の光軸を囲むように前記素子基体に形成された複数個の孔からなっていることが望ましい。
【００２５】
また、互いに隣接する前記孔間の距離が、少なくとも前記出射光の波長以下であることが好ましい。これにより、少なくとも前記出射光の光ビーム成分をより効果的に光路変更させることができる。
【００２６】
また、前記フォトニック結晶構造に隣接して、前記光電変換素子と前記フォトニック結晶構造との位置合わせ用のアライメントマークが設けられていることが好ましい。
【００２７】
さらに、前記光電変換素子としての発光素子アレイが前記素子基体に設けられていることが好ましい。
【００２８】
本発明の光電変換装置の製造方法において、前記光電変換素子の光軸を囲むように前記素子基体に前記フォトニック結晶構造としての複数個の孔をエッチングによって形成することが望ましい。
【００２９】
また、互いに隣接する前記孔間の距離を、少なくとも前記出射光の波長以下にエッチング加工することが好ましい。
【００３０】
また、前記素子基体の第１構成部分に前記光電変換素子と前記フォトニック結晶構造との位置合わせ用のアライメントマークを形成した後、このアライメントマークを基準にして、前記第１構成部分上の第２構成部分に前記光電変換素子を形成し、更に前記第１構成部分に前記フォトニック結晶構造を形成することが好ましい。
【００３１】
本発明に基づく製造方法によれば、従来例のように曲率を有するレンズを形成するのと比べ、半導体プロセスで容易に作製することができる。
【００３２】
第１の実施の形態
図１は、本発明に基づく光電変換装置の概略図である。図１（ａ）は、本発明に基づく光電変換装置の概略断面図であり、図１（ｂ）は、（ａ）のＡ方向から見た概略平面図である。
【００３３】
図１に示すように、本発明に基づく光電変換装置１は、光電変換素子２と、光電変換素子２が設けられた素子基体３とを有し、光電変換素子２とは反対の面側において素子基体３にフォトニック結晶構造４が形成され、少なくとも光電変換素子２の出射光の光ビーム成分がフォトニック結晶構造４を通して光路変更される。
【００３４】
また、フォトニック結晶構造４が、光電変換素子２の光軸を囲むように素子基体３に形成された複数個の孔５からなっていることが望ましい。
【００３５】
また、互いに隣接する孔５間の距離が、少なくとも前記出射光の波長以下であることが好ましい。これにより、少なくとも前記出射光の光ビーム成分をより効果的に光路変更させることができる。
【００３６】
また、フォトニック結晶構造４に隣接して、光電変換素子２とフォトニック結晶構造４との位置合わせ用のアライメントマーク６が設けられていることが好ましい。
【００３７】
さらに、光電変換素子２としての発光素子アレイ（例えば面発光レーザ）が素子基体３に設けられていることが好ましい。
【００３８】
図２（ａ）に示すように、従来例による光電変換装置は、前記光電変換素子としての発光素子２からの出射光７の光放射全角度が２５°であるため、光ビームは広がる。このため、発光素子２からの出射光７を前記光導波部（図示省略）へ導入させたときに光伝送ロスが生じる。
【００３９】
これに対し、本発明に基づく光電変換装置１によれば、図２（ｂ）に一部拡大して示すように、発光素子２からの出射光７の光ビーム成分が、孔５からなるフォトニック結晶構造４を通して光路変更、例えば平行光化されるので、出射光７が拡散するのを効果的に防止することができ、出射光７を前記光導波部（図示省略）へ導入させる際の光損失を大幅に低減することができる。
【００４０】
以下に、本発明に基づく光電変換装置１の製造方法の一例を図３、図４を参照して工程順に説明する。図３は、前記素子基体を構成する前記第１構成部分に前記光電変換素子（例えば面発光レーザ）と前記フォトニック結晶構造との位置決め用の前記アライメントマークを形成する方法の一例を工程順に示す概略断面図である。また、図４は、このアライメントマークを基準にして、前記第１構成部分上の前記第２構成部分に前記光電変換素子を形成し、更に前記第１構成部分に前記フォトニック結晶構造を形成する方法の一例を工程順に示す概略断面図である。
【００４１】
図３（ａ）は、素子基体３を構成する第１構成部分３ａの概略断面図であり、例えばガリウム砒素を用いることができる。なお、素子基体３（第１構成部分３ａ）の材料はガリウム砒素に限定するものではないが、現状の技術では最も一般的な材料である。
【００４２】
まず、図３（ｂ）に示すように、第１構成部分３ａ上にレジストマスク８を塗布し、このレジストマスク８に開口部９をパターン形成する。
【００４３】
次に、図３（ｃ）に示すように、レジストマスク８の開口部９をドライエッチングでエッチング加工し、第１構成部分３ａに開口部９ａをパターン形成する。ガリウム砒素のドライエッチングによる加工は、塩素系ガス等のハロゲンガス、又はハロゲンガスと水素や四塩化シリコン等との混合ガスを用いることができる。次いで、図３（ｄ）に示すように、レジストマスク８を除去する。ここで、開口部９ａのパターン形成は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜等のハードマスクを用いて行う方法もある。この場合、レジストマスク８形成前にハードマスクとなる材料を成膜し、レジストマスク８の開口部９パターン形成を行った後、ハードマスクをエッチング加工して、ハードマスクの形成を行う。その後、このハードマスクをマスクとして用い、第１構成部分３ａをエッチング加工することになる。これによれば、ドライエッチング時のプラズマによる温度上昇に対してマージンがある利点を有する。
【００４４】
次に、図３（ｅ）に示すように、第１構成部分３ａの開口部９ａにＳＯＧ（Spin on Glass）１０を埋め込む。塗布系のプロセスを用いることがスループット的に有効であるが、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の埋め込みに優れた気相成長法でも特に問題はない。
【００４５】
次に、図３（ｆ）に示すように、第１構成部分３ａ上に残存する過剰のＳＯＧ１０をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の研磨方法にて除去する。
【００４６】
以上のようにして、素子基体３を構成する第１構成部分３ａに光電変換素子２とフォトニック結晶構造４との位置決め用のアライメントマーク６を形成することができる。
【００４７】
なお、アライメントマーク６は、一方の面側を次工程で説明する発光素子（光電変換素子）２形成時の位置決めに使用し、他方の面側をフォトニック結晶構造４形成時の位置決めに使用する。即ち、素子基体３の第１構成部分３ａの両面にそれぞれ、高精度にアライメントが取られたマークさえ設けることができれば、上記のような貫通孔でなくても良く、レーザマーカーのようなものでマークを形成することも可能である。
【００４８】
次に、図４（ｇ）に示すように、上記のようにして作製した第１構成部分３ａ上に、アライメントマーク６を基準にして、前記光電変換素子としての発光素子（例えば面発光レーザ）２を形成する。面発光レーザ２は既に商品化されており、標準的なプロセスを適用することができる。その基本的な構成は電極−導電性反射層（ｎ又はｐ）−クラッド層−活性層−クラッド層−導電性反射層（ｐ又はｎ）−電極からなり、第１構成部分３ａに対して平行な層で形成されている。これにより、第１構成部分３ａ上の第２構成部分３ｂに前記光電変換素子としての発光素子（面発光レーザ）２を形成することができる。
【００４９】
次に、図４（ｈ）に示すように、素子基体３の発光素子２とは反対の面側にフォトレジスト１１を塗布する。このレジスト１１はフォトニック結晶構造４を形成するためのマスクとなるものである。
【００５０】
次に、図４（ｉ）に示すように、レジスト１１をリソグラフィー工程にて露光及び現像する。この工程は標準的なリソグラフィー工程で形成可能である。素子基体３の第２構成部分３ｂに形成された発光素子２と、レジスト１１の開口部１２との位置決めは、上記で作製したアライメントマーク６を基準にして行うことができる。また、開口部１２のパターン形成は、ハードマスクを用いて形成することも可能である。ハードマスクプロセスでは、レジスト１１を塗布する前にハードマスク材料を成膜し、次いでレジスト１１塗布及びレジスト１１の露光及び現像を行い、ドライエッチングにてハードマスク材料をエッチングしてハードマスクを形成する。ハードマスク適用の有意性はドライエッチング時のプラズマによる温度耐性である。
【００５１】
次に、図４（ｊ）に示すように、上記のようにして作製したレジストマスク１１に対して、異方性ドライエッチングを行い、素子基体３の第１構成部分３ａに複数個の孔５からなるフォトニック結晶構造４を形成する。次いで、図４（ｋ）に示すように、レジスト１１を除去する。
【００５２】
以上のようにして、本発明に基づく光電変換装置１を作製することができる。
【００５３】
従来例による、最も一般的な光ビーム成分の光路変更方法はレンズを用いる方法であり、レンズを発光素子に貼り付ける方法と、発光素子の形成された素子基体自体をレンズ加工する方法がある。しかしながら、貼り付け方法の場合、何らかの接着剤が必要となるが、発光素子とレンズとの熱膨張係数を充分に考慮しないと剥離の問題が発生する。また、接着剤の光の透過性も充分に考慮する必要がある。また、素子基体自体をレンズ加工する場合、半導体プレーナー技術を用いて一括形成が可能であるが、曲面を有するレンズ加工には高度なマスク技術が必要なため開発負荷が高い。
【００５４】
これに対し、本発明に基づく製造方法によれば、フォトニック結晶構造４はレンズのような三次元の曲面構造ではないので、標準的なマスク作製、リソグラフィー工程、エッチング工程で形成が可能であり、プロセス負荷が小さい。
【００５５】
また、レンズを貼り付ける方法の場合、発光素子とレンズとのアライメントは機械的な精度によるところが大きい。これに対し、本発明に基づく製造方法によれば、発光素子２とフォトニック結晶構造４は半導体プレーナー技術で形成することができ、その形成には半導体プロセス技術で実績のあるステッパーやスキャナーを用いることができるので、そのアライメントは半導体プロセスのＣＤ（Critical Dimension）ロスレベルにすることができる。このため、発光素子２とフォトニック結晶構造４との光軸ズレは殆ど無視でき、発光素子２からの出射光をほぼ完全にフォトニック結晶構造４内に導入することができる。
【００５６】
また、本発明において、発光素子２とフォトニック結晶構造４との位置合わせ許容値（余裕度）は、従来例のレンズ貼り付け方法によるそれよりも大きいため、歩留り的な観点でも有意な効果を示す。
【００５７】
第２の実施の形態
図５は、本発明に基づく光情報処理装置の一例の概略断面図である。図５に示すように、本発明に基づく光情報処理装置１３は、本発明に基づく光電変換装置１と、前記光導波部としての例えば光導波路１４と、光電変換素子２を駆動する駆動素子１５とからなる。
【００５８】
また、本発明に基づく光電変換装置１は、前記光電変換素子としての発光素子アレイ２が素子基体３に設けられており、図５は図１（ｂ）のＶ−Ｖ’線一部概略断面図に相当する。
【００５９】
受光素子アレイ１６は、受光素子１７にそれぞれ対応してレンズ１８が設けられている。
【００６０】
本発明に基づく光電変換装置１及び受光素子アレイ１６はそれぞれ、インターポーザ１９にはんだ２０によって実装され、またインターポーザ１９の光電変換装置１及び受光素子アレイ１６とは反対の面側において駆動素子１５が実装されている。そして、発光素子２、受光素子１７と駆動素子１５とがインターポーザ１９の貫通電極２１を介して電気的に接続されている。また、図示省略したが、インターポーザ１９には能動素子や配線等が形成されており、インターポーザ１９に搭載された各素子やチップが相互に接続されている。さらに、光導波路１４は例えばプリント配線板２２に実装されている。
【００６１】
前記光導波部としての光導波路１４は特に限定されず、従来公知のものが使用可能であるが、例えば、クラッド２３ａ、２３ｂと、これらクラッド２３ａ、２３ｂ間に挟持されたコア２４とを有し、また光入射部及び光出射部にそれぞれレンズ部材２５を有する。さらに、光導波路の光入射端面及び光出射端面は、４５°ミラー面に形成されている。
【００６２】
本発明に基づく光情報処理装置１３のメカニズムは、前記光電変換素子としての発光素子２によって信号変調された出射光（例えばレーザ光）がフォトニック結晶構造４を通して平行光化される。この信号光は、更に光導波路１４の光入射部に形成されたレンズ部材２５によって集光され、光導波路１４のコア２４へ効果的に入射される。入射した光は光導波路１４を導波し、光導波路１４の光出射部に形成されたレンズ部材２５によって平行光化されて、光導波路１４から出射される。そして、出射光はレンズ１８によって集光されて、受光素子１７に効果的に受光される。このように、光導波路１４を信号変調されたレーザ光等の伝送路として光伝送・通信システムを構築することができる。
【００６３】
従来例による、最も一般的な光ビーム成分の光路変更にはレンズが用いられている。この場合、実装技術を用いてレンズを発光素子に貼り付けることになる。実装の位置合わせ精度は、スループットを考慮しても数μｍオーダーである。また、三次元の実装になるため、レンズだけの実装ばらつきはばらつき値の３乗となる。さらに、複数点数の実装を行うため、前後の実装部品とのアライメントを考慮する必要もある。即ち、実装点数はできる限り少なくした方が最終製品の歩留りは向上することになる。
【００６４】
これに対し、本実施の形態によれば、本発明に基づく光電変換装置１を用いることにより、実装部品点数の削減になるため、歩留りをより向上させることができる。
【００６５】
また、従来例のようにレンズを実装するためには何らかのガイドが必要であるが、本実施の形態によれば、本発明に基づく光電変換装置１を用いるのでガイド形成又は取り付けの工程を省略することができる。
【００６６】
また、従来例のようにレンズにより光ビーム成分を光路変更させる場合、焦点距離を考慮した実装が必要であるが、本発明のようにフォトニック結晶構造４を通して光ビーム成分を光路変更させる場合、発光素子２の光出射部からの距離に依存した光分散分布となり、前記発光部から距離が大きくなるほど光の分散は大きくなる。即ち、本発明に基づく光電変換装置１と、光導波路１４とを接近させることにより、光ロスをより小さくすることができる。
【００６７】
さらに、本発明に基づく光電変換装置１において、素子基体３の発光素子２とは反対の面側にはレンズのような凹凸形状がないため、光導波路１４を直接接着することが可能であり、その状態が最も光のロスが少ない。また、直接接着であるので、パッシブでの実装ができる。
【００６８】
次に、システムのトータル的な利点を示すと、まず、実装点数が減少するので、システムの製造ＴＡＴ（Turn around time）が速くなる。
【００６９】
また、実装点数が減少するので、システム全体のストレスバランスを最適化し易くなり、信頼性の高いシステムを構築できる。
【００７０】
また、前記光電変換素子としての発光素子２から光導波路１４への光結合ロスが低減できるので、発光素子２の出力を低減することができる。即ち、発光素子２をドライブさせるドライバーの消費電力を低減することができる。
【００７１】
また、発光素子２から光導波路１４への光結合ロスが低減でき、効率的に前記出射光を光導波路１４に導入することができるので、受光素子１７の光電変換効率が大きくなり、それに伴い、受光素子１７から出力される電流値が大きくなるため、電流を増幅するアンプの消費電力を低減することができる。
【００７２】
さらに、発光素子２から光導波路１４への光結合ロスが低減でき、効率的に光を光導波路１４に導入することができるので、出力側の受光素子の感度を落とすことができ（スペックを落とすことができ）、受光側のコスト低減ができる。
【００７３】
以上、本発明を実施の形態について説明したが、上述の例は、本発明の技術的思想に基づき種々に変形が可能である。
【００７４】
例えば、前記光導波部として前記光導波路を用いる例を挙げて説明したが、例えば光ファイバー等も適用可能である。
【００７５】
また、前記フォトニック結晶構造を構成する前記複数個の孔のサイズ、位置、数などは適宜選択可能である。
【００７６】
また、前記フォトニック結晶構造が、前記光電変換素子の光軸を囲むように前記素子基体に形成された前記複数個の孔からなっているのが好ましく、上記に前記複数個の孔が空間になっている例を挙げて説明したが、例えば、前記複数個の孔中にガリウム砒素等の素子基体材料よりも低屈折率の材料を埋め込んでも構わない。
【００７７】
さらに、前記素子基体として１つの基体を用い、この一方の面側に前記アライメントマークを設け、他方の面側に凹部を形成し、この凹部に別途作製した前記光電変換素子としての前記発光素子を嵌め込んで、この基体の前記アライメントマークを有する面側に前記フォトニック結晶構造を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】第１の実施の形態による、本発明に基づく光電変換装置の概略図である。
【図２】同、本発明に基づく光電変換装置の光ビーム成分の光路変更を比較して示す模式図である。
【図３】同、本発明に基づく光電変換装置の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。
【図４】同、本発明に基づく光電変換装置の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。
【図５】第２の実施の形態による、本発明に基づく光情報処理装置の概略断面図である。
【図６】従来例による、発光部から光導波路までの距離と、光損失との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７９】
１…光電変換装置、２…光電変換素子（発光素子）、３…素子基体、
３ａ…第１構成部分、３ｂ…第２構成部分、４…フォトニック結晶、５…孔、
６…アライメントマーク、７…出射光、８、１１…レジストマスク、９、９ａ、
１２…開口部、１０…ＳＯＧ、１３…光情報処理装置、１４…光導波路、
１５…駆動素子、１６…受光素子アレイ、１７…受光素子、１８…レンズ、
１９…インターポーザ、２０…はんだ、２１…貫通電極、２２…プリント配線板、
２３ａ、２３ｂ…クラッド、２４…コア、２５…レンズ部材
【図１】
0004654801.tif 000002
【図２】
0004654801.tif 000003
【図３】
0004654801.tif 000004
【図４】
0004654801.tif 000005
【図５】
0004654801.tif 000006
【図６】
0004654801.tif 000007