(57)【要約】光ワイヤがマイクロ電子チップ上に接合される、マイクロ電子チップ間の光ボンドワイヤ相互接続。そのような光学的接続は、従来の電気的接続に比べて多数の利点を提供する。とりわけ、この相互接続は、電磁干渉の影響を受けず、チップのエッジに位置する必要がなく、回路機能に対して最適に利用できるように配置することができる。さらに、そのような相互接続は、モジュール内での配置とは無関係に、同じまたは別の所定の長さを与えることができ、クロストークの問題を生じることなく最大２０ギガヘルツの信号帯域幅を可能にする。光ファイバ、レーザ、または光検出器、ならびにエッチングされたミラーおよびエッチングされたＶ字溝を使用してそのような光相互接続を形成する方法。
2004507793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ電子チップを光ワイヤと相互接続するための相互接続であって、前記光ワイヤが、前記マイクロ電子チップ上に接合され、前記マイクロ電子チップと光学的に接続されているところの相互接続。
【請求項２】
光ファイバのセグメントを備え、前記セグメントが２つの対向する端部を有し、前記端部が第１の端部および第２の端部であり、前記端部が、終端器によって前記マイクロ電子チップに取り付けられ、前記終端器が、第１の側および第２の側を有する基板材料上に配置される請求項１に記載の相互接続。
【請求項３】
前記終端器が、前記光ファイバに光学的に結合され、前記終端器がさらに、前記マイクロ電子チップに電気的に結合される請求項２に記載の相互接続。
【請求項４】
前記終端器が、レーザチップレットおよび光検出器チップレットを備え、前記第１の端部が前記レーザチップレットに接続され、そして、前記第２の端部が前記光検出器チップレットに接続される請求項２に記載の相互接続。
【請求項５】
さらに、溝およびミラーを備える請求項２に記載の相互接続。
【請求項６】
前記光ファイバが前記溝内に配置される請求項２に記載の相互接続。
【請求項７】
前記光ファイバが少なくとも約０．３５の開口数を有する請求項２から５のいずれか１つに記載の相互接続。
【請求項８】
前記終端器が垂直結合デバイスである請求項２から７のいずれか１つに記載の相互接続。
【請求項９】
前記終端器がさらに、はんだバンプおよび金／金圧縮ボンドを備える請求項２から７のいずれか１つに記載の相互接続。
【請求項１０】
前記レーザチップレットから前記基板材料を通って前記光検出器チップレットへ光が進むように光路が形成される請求項４に記載の相互接続。
【請求項１１】
前記終端器が、約２５０マイクロメートル以下の幅、及び、約２５０マイクロメートル以下の長さの大きさを有する請求項４に記載の相互接続。
【請求項１２】
前記レーザチップレットが垂直空洞表面放射レーザを備える請求項４に記載の相互接続。
【請求項１３】
前記光検出器チップレットが、ＰＩＮフォトダイオード検出器または金属−シリコン−金属光検出器を備える請求項４に記載の相互接続。
【請求項１４】
前記ミラーが、前記終端器の前記第２の側に配置されている請求項５に記載の相互接続。
【請求項１５】
前記基板の前記第２の側が（１００）結晶面であり、前記溝が、（０１−１）結晶方位に沿って整列されており、前記ミラーが、（０−１−１）結晶方位に沿って整列されている請求項５に記載の相互接続。
【請求項１６】
前記溝がＶ字形である請求項６に記載の相互接続。
【請求項１７】
前記マイクロ電子チップへの前記終端器の前記電気的結合が、２つ以上の前記はんだバンプまたは前記圧縮ボンドを用いて達成される請求項９に記載の相互接続。
【請求項１８】
前記基板材料がガリウム砒素またはリン化インジウムを含む請求項１０に記載の相互接続。
【請求項１９】
前記基板材料が閃亜鉛鉱結晶構造を有する請求項１０に記載の相互接続。
【請求項２０】
前記垂直空洞表面放射レーザがガリウム砒素基板上に形成される請求項１２に記載の相互接続。
【請求項２１】
前記垂直空洞表面放射レーザがリン化インジウム基板上に形成される請求項１２に記載の相互接続。
【請求項２２】
前記垂直空洞表面放射レーザが、前記終端器の前記第１の側に配置されている請求項１２に記載の相互接続。
【請求項２３】
前記光検出器チップレットが、前記終端器の前記第１の側に配置されている請求項４または１３に記載の相互接続。
【請求項２４】
前記光検出器チップレットが基板材料上に形成されており、前記基板材料がガリウム砒素またはリン化インジウムを備える請求項４または１３に記載の相互接続。
【請求項２５】
前記溝が、前記終端器の前記第２の側に配置されている請求項６または１６に記載の相互接続。
【請求項２６】
前記垂直空洞表面放射レーザが、１グループの波長から選択された波長で放射し、前記グループが約９８０ナノメートルまたは約１３００ナノメートルの波長を有している請求項１２または２０に記載の相互接続。
【請求項２７】
前記垂直空洞表面放射レーザが、１グループの波長から選択された波長で放射し、前記グループが約１３００ナノメートルまたは約１５５０ナノメートルの波長を備える請求項１２または２１に記載の相互接続。
【請求項２８】
前記光検出器チップレットが、約９８０ナノメートルと約１５５０ナノメートルの間の波長範囲内で感度が良い請求項２４に記載の相互接続。
【請求項２９】
マイクロ電子チップを光ワイヤと相互接続するための相互接続を形成するための方法であって、
（ａ）第１の側および第２の側を有する基板材料の前記第１の側に、終端器を形成するステップと、
（ｂ）前記基板の前記第２の側を薄くし、そして、研磨するステップと、
（ｃ）前記基板の前記第２の側にＴ形開口を形成し、パターン形成するステップであって、前記Ｔ形開口が、前記基板の前記第１の側に形成された終端器と整合されるステップと、
（ｄ）前記基板の前記第２の側にミラーおよびＶ字溝を形成するステップであって、前記ミラーが前記Ｖ字溝と整合されるステップと、
（ｅ）前記Ｖ字溝内に光ファイバを挿入するステップと、そして、
（ｆ）前記マイクロ電子チップに前記光ファイバを取り付けるステップと
を含む方法。
【請求項３０】
前記基板材料がガリウム砒素またはリン化インジウムを含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記終端器がレーザチップレットおよび光検出器チップレットを備える請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記終端器を形成する前記ステップがさらに、
（ａ）前記基板材料の前記第１の側にエッチストップ層をエピタキシャル成長させるサブステップと、
（ｂ）レーザおよび光検出器ユニットをエピタキシャル成長させるサブステップと
を含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
Ｔ形開口を形成し、そして、パターン形成する前記ステップがさらに、
（ａ）前記基板の前記第２の側に窒化シリコンの層を析出するサブステップと、そして、
（ｂ）前記窒化シリコンに前記Ｔ形開口をフォトリソグラフィによってパターン形成し、そして、エッチングするサブステップと
を含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
前記基板の前記第２の側の前記ミラーおよび前記Ｖ字溝を、ウェット化学エッチングによって形成する請求項２９から３３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３５】
前記光ファイバが、約０．４の開口数と、約１２５マイクロメートル及び約２００マイクロメートル間のクラッド直径と、少なくとも約５０マイクロメートルのコア直径とを有する請求項２９に記載の方法。
【請求項３６】
前記レーザチップレットが垂直空洞表面放射レーザを備える請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記光検出器チップレットがＰＩＮ光検出器および金属−シリコン−金属光検出器を備える請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
前記Ｔ形開口をエッチングする前記ステップが、ウェットエッチングまたはドライエッチングを含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
前記ウェット化学エッチングがさらに、メタノール中の臭素の約２％溶液からなるエッチャント溶液を使用することを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記ウェット化学エッチングがさらに、過酸化水素水と塩酸との混合物からなるエッチャント溶液を使用することを含む請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
１．発明の分野
本発明は、マイクロ電子チップの相互接続に関する。相互接続は、マルチチップモジュール上のチップ間にあっても、複数のマルチチップモジュール間にあってもよく、さらには、より大きなチップ上の離れた点間にあってもよい。より詳細には、本発明は、チップを相互接続するためにそれらのチップ上に接合された光ワイヤの使用に関する。光ファイバによる相互接続は、電気ワイヤ相互接続の代用となる。各光ワイヤが、一端では小さなレーザチップレットで終端し、他端では光検出器チップレットで終端する。各チップレットは、より大きな電子チップ上に取り付けられたフリップチップであり、それぞれが、一面の上にある垂直結合レーザまたは光検出器およびはんだバンプと、対向する面の上にある偏光ミラーおよびＶ字溝（その中に光ファイバの一端が挿入される）とを含む。
【０００２】
２．関連技術の説明
高速マルチチップモジュール（ＭＣＭ）環境では、チップ間接続は通常、ボンドワイヤを使用して作成され、ＭＣＭ基板上のマイクロストリップラインを使用して、さらに離れたチップを相互接続する。
【０００３】
現在、電気ボンドワイヤを使用してマイクロチップを相互接続している。電気ワイヤを使用することはいくつかの重大な欠点を有する。電気ワイヤは、電磁干渉の影響を受けやすく、かつそれ自体が、タイミング信号の分散に対して特に重大な問題を与える干渉を発生する。電気ワイヤは、チップのエッジに位置しなければならない。信号減衰および位相遅延は電気ワイヤの長さに依存する。したがって、電気ワイヤの長さおよびモジュール内でのその位置によっては、必要な場合に複数のワイヤ間で等しい減衰および／または等しい信号位相遅延を達成するのが困難になる場合がある。
【０００４】
さらに、多くの場合、数ギガヘルツの信号帯域幅が望ましいが、電気ワイヤが使用される場合には達成することができない。これは、電気ボンドワイヤが、高周波数でオープンアンテナとして働き、ワイヤ間にノイズカップリングを導入するからである。例えば、長さが５００マイクロメートルであり、１ミル（０．００１インチ）の直径を有し、１０ミリアンペアの電流を搬送するボンドワイヤは、典型的なピッチを１００〜１５０マイクロメートルとして数ピッチ分の距離隔てられているときでさえ、１０ギガヘルツで相当な（１００ミリボルト以上の）カップリングまたはクロストークを発生する。この効果は、いくつかのチップからの数百のボンドワイヤを有する典型的なＭＣＭモジュールの最大速度を実質的に制限する。クロストークは、チップがさらに離れて位置し、より長いボンドワイヤを必要とするときにさらに重大になる。
【０００５】
したがって、マイクロチップ間で、
（ａ）電磁干渉の影響を受けず、
（ｂ）チップのエッジに位置する必要がなく、回路機能に対して最適に利用できるように配置することができ、
（ｃ）モジュール内での配置とは無関係に、同じまたは別の所定の長さを与えることができ、
（ｄ）クロストークの問題を生じることなく最大２０ギガヘルツの信号帯域幅を可能にする
相互接続を有する必要がある。
【０００６】
光ボンドワイヤ相互接続は、これらの要件全てを満足する。以前に、垂直空洞レーザおよび光検出器などの光電子デバイスをマイクロ電子チップに結合して自由空間光相互接続が提供されており、その結果は、例えばＤ．Ａ．Ｌｏｕｄｅｒｂａｃｋ等によって「Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｆｒｅｅ−Ｓｐａｃｅ　Ｌｉｎｋ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃａｌｌｙ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ−Ｃａｖｉｔｙ　Ｌａｓｅｒｓ　ａｎｄ　Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ　ｗｉｔｈ　Ｍｉｃｒｏｌｅｎｓｅｓ」ＩＥＥＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｅｌｅｃｔｅｄ　Ｔｏｐｉｃｓ　ｉｎ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．２（１９９９）で報告されている。
【０００７】
しかし、そのような自由空間相互接続では、光電子デバイスを互いに面するように設置しなければならない。さらに、それらの相対位置を、光学的整列を保証するように精密に制御しなければならない。その結果、自由空間光相互接続では、光電子デバイスを、ラックの直に隣接するスロット内に保持されている異なるマルチチップモジュール上に位置しなければならない。
【０００８】
光相互接続ワイヤがマイクロ電子チップに直接接合された状態では、相互接続されるチップの位置にほとんど制約がない。チップは、同じマルチチップモジュール上に位置することも、メートル単位で離して配置することもできる。さらに、これらのチップは、異なる機器または計算ユニットの部材であってもよい。しかし、光ファイバボンドワイヤが移動される場合、何らかの機械手段を提供して、光ファイバおよびチップレットの余剰歪を除去することが好ましい。
【０００９】
従来技術では、光ファイバは通常、光ファイバと光電子デバイスチップとの両方がサブマウント上に取り付けられるとき、金属またはセラミックの加工部片や、Ｖ字溝付きシリコン基板など、関連するサブマウントを使用して光電子デバイスに結合される。光ファイバを光電子チップに直接取り付け、光学的に整合することが最も有益である。
【００１０】
マイクロ電子チップに直接接合されるファイバベースの光相互接続に関して知られている従来技術は存在しない。しかし、上述したように、そのようなものが強く求められている。
【００１１】
前述の理由から、光ボンドワイヤ相互接続の必要性がある。本発明は、そのような相互接続を開示する。
【００１２】
（発明の概要）
本発明は、光ボンドワイヤ相互接続、およびその相互接続を形成する方法を対象とする。電気ボンドワイヤの代わりに使用することができ、しかし電気ボンドワイヤよりもはるかに長くすることができる。例えば、電気ワイヤの長さは通常、最長１センチメートルを超えず、通常はそれよりも短い。光ボンドワイヤは、数百メートル程度の長さに達する場合がある。
【００１３】
各光ボンドワイヤが、その２つの端部で終端器によって１つまたは複数のマイクロ電子チップに取り付けられた光ファイバのセグメントを備える。光ボンドワイヤの２つの終端器は、光ボンドワイヤの一端にあるレーザチップレットと、他端にある光検出器チップレットとである。各チップレットは、２５０×２５０マイクロメートル程に小さくすることができ、２つの電気ラインに接続されている。一方のラインは、相互接続を介して送られる信号であり、他方のラインは、リターンまたは接地である。
【００１４】
本発明の特徴および利点は、以下の説明、頭記の特許請求の範囲、および添付図面を参照すればより良く理解されよう。
【００１５】
（発明の詳細な説明）
電気信号用の好ましい光ボンドワイヤ相互接続を、図１に概略的に例示する。光ボンドワイヤ３を使用して、例えば、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）２を相互接続することができる。複数のＭＭＩＣを、同じマイクロチップモジュール（ＭＣＭ）１上に配置することも、異なるＭＣＭ上に配置することもできる。図１で見ることができるように、光ボンドワイヤ３の長さは、電気ワイヤ４の長さよりも大幅に長くすることができる。光ボンドワイヤ相互接続の場合にはＭＭＩＣが直に隣接する必要はない。上で指摘したように、光ボンドワイヤの長さは数百メートルに達する場合がある。
【００１６】
光ファイバのセグメントは、その２つの端部で、終端器によってマイクロ電子チップに取り付けられる。光ボンドワイヤの２つの終端器は、光ボンドワイヤの一端にあるレーザチップレットと、他端にある光検出器チップレットである。光電子終端器への光ボンドワイヤ３の接続を図２に示す。終端器は、光ファイバ３に光学的に結合され、ＭＭＩＣ２に電気的に結合されたレーザまたは光検出器５を備える。レーザと光検出器はどちらもエッジ結合デバイスであり、または、好ましくは、それぞれ垂直空洞表面放射レーザ（ＶＣＳＥＬ）およびＰＩＮフォトダイオード検出器（以後、ＰＩＮと呼ぶ）または金属半導体金属（ＭＳＭ）光検出器など垂直結合デバイスである。
【００１７】
光ファイバ３は、光電子レーザまたは光検出器チップレット５の後側に取り付けることが好ましい。他方、光ファイバ３を取り付ける好ましくない方法は、チップレット５の上部から光ファイバが直に延びるように取り付けること、および基板の後部に開口をエッチングし、その後光ファイバを直に挿入することによって取り付けることを含む。光ファイバ３は、光電子レーザまたは光検出器チップレット５の後側に取り付けられた後、好ましくは当業者に一般に知られているＵＶ硬化可能エポキシ樹脂などの接着剤を使用して、定位に取り付けられ、保持される。
【００１８】
光ファイバボンドワイヤ３から基板を通って光検出器５に、あるいは終端器がレーザ５である場合にはその逆に光が偏光されるように光路が形成される。チップレット８の基板材料は、好ましくはガリウム砒素またはリン化インジウムである。
【００１９】
光電子チップ８への、かつ光電子チップ８からの電気信号および出力は、好ましくははんだバンプ９を介して送達される。はんだバンプ９の代替として、代わりに金／金圧縮ボンドを使用することもできる。チップレット８は、少なくとも３つ、好ましくは４つのはんだバンプ９を備え、そのうちの少なくとも２つが、マイクロ電子チップまたはＭＭＩＣ２に電気的に接続される。
【００２０】
好ましい種類のはんだバンプは、現在係属中の米国特許出願第０９／５２２８０３号に開示されている精密電気めっきはんだバンプである。当業者によって一般的に使用されている他の種類のはんだバンプを使用することもできる。はんだバンプ９はまた、チップレット８に対する機械的支持、およびＭＭＩＣ２へのチップレットの物理的接着を提供する。
【００２１】
当業者に知られている標準的な方法を使用して、光ファイバ３を形成し、ボンドワイヤに所望の長さにファイバを劈開する。市販されている光ファイバを使用する。特に、図４（ａ）〜４（ｃ）に示される設計では、Ｆｉｂｅｒｇｕｉｄｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　Ｃｏｒｐ．（米国ニュージャージー州）によって形成されているマルチモード光ファイバを使用する。この光ファイバは、好ましくは０．３５以上のかなり大きな開口数を有する。
【００２２】
また、当業者に知られている標準的な方法を使用して、はんだバンプ９と、レーザおよび光検出器５とを形成する。好ましいはんだバンプ、精密電気めっきはんだバンプを形成するための方法が、２００１年９月９日に公開されたＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ０１／０２１００に開示されている。
【００２３】
レーザおよび光検出器ユニット５は、カリフォルニア大学サンタバーバラ校（米国カリフォルニア州サンタバーバラ）から入手可能である。使用するレーザおよび光検出器５は、チップレット８の基板材料が透過性をもつ光波長で動作するものである。
【００２４】
適切なＶＣＳＥＬは、選択された基板が透過性のあるものとなり、信号が光検出器によって検出可能となるような波長で放射する。特に、ガリウム砒素基板の場合、好ましいＶＣＳＥＬは、好ましくは約９８０ナノメートルまたは約１３００ナノメートルの波長で放射するものであり、リン化インジウム基板の場合には、約１３００ナノメートルまたは約１５５０ナノメートルの波長で放射するものである。
【００２５】
光検出器に関しては、約９８０ナノメートル〜約１５５０ナノメートルの波長範囲内で感度が良い光検出器が、ガリウム砒素基板とリン化インジウム基板との両方に適している。
【００２６】
光ボンドワイヤ相互接続はさらに、図２に示されるように、ミラー７と、光ファイバ３を保持するためのＶ字溝１１とを備えることが好ましい。ミラー７の面は、ウェハの表面から下向きかつ外向きに傾斜している。それと同時に、Ｖ字溝１１の壁は、下向きかつ内向きに傾斜している。
【００２７】
ミラー７と溝１１とは、好ましくは同時に形成され、互いに垂直に位置決めされる。ミラー７と溝１１のこの垂直な位置決めは必須ではないが、非常に好ましい。デバイスの設計に応じて、当業者は、ミラー７と溝１１との相対的な位置決めを修正し、それらの間で９０°よりも大きい角度を選択することができる。
【００２８】
そのような同時形成のプロセスは、ミラー７および溝１１を上に形成するガリウム砒素基板とリン化インジウム基板との両方が、好ましくは閃亜鉛鉱結晶構造を有することによってのみ可能である。ミラー７と溝１１との連続形成も可能であるが、同時形成の方が達成が容易であり、かつ連続形成が提供しない自動整合を可能にする。閃亜鉛鉱構造は必須ではないが、形成プロセスを容易にするので好ましい。当業者は、このプロセスを修正し、閃亜鉛鉱構造以外の構造を選択することもできる。
【００２９】
まず、図５（ａ）に示すように、レーザまたは光検出器５を、ウェハまたは基板１８、好ましくはガリウム砒素基板またはリン化インジウム基板上の第１の側に形成する。このような形成に関するプロセスは、レーザまたは光検出器５材料のエピタキシャル成長を含む。まず、デバイス層の下、かつ基板ウェハ１８の上にエッチストップ層１７を成長させる。次いで、ウェハ１８の第２の側を薄くして研磨し、このステップは、以下に述べるミラーチャネルの深さを決定する。
【００３０】
次に、好ましくは、図２に示したミラー７およびＶ字溝１１が、ウェハの後側に形成される。図２に示されるミラー７およびＶ字溝１１を形成するそのようなステップは、好ましくは、以下のサブステップを含む。
【００３１】
まず、図５（ｂ）に示されるように、好ましくは窒化シリコン１９の薄膜がウェハの後側に配置され、その厚さは、好ましくは約３００ナノメートルよりも厚い。窒化シリコン被膜１９の配置に続いて、窒化シリコン被膜１９の上にフォトレジスト２０の薄層を配置し、パターン形成する。フォトレジスト材料は、当業者に使用されている典型的であり一般に知られている材料であり、これも当業者によく知られている技法によって塗布する。窒化シリコンの薄膜１９は、プラズマ化学気相成長法によって、スパッタリングによって、または高温化学気相成長によって配置することができる。
【００３２】
次に、図５（ｃ）に示すように、当業者に知られているフォトリソグラフィ技法、およびこれも当業者に知られている窒化シリコンの標準的なウェットまたはドライエッチングプロセスによって、窒化シリコン被膜１９にＴ形開口をパターン形成する。開口は「Ｔ」形が好ましく、しかし他の形状、例えば「Ｉ」形状も可能である。
【００３３】
ウェハ１８の後側での「Ｔ」を、上側に形成されたレーザまたは光検出器５と精密に整合し、その後、それぞれ「Ｔ」の横棒部分および縦棒部分に、図２に示したミラー７およびＶ字溝１１を形成する。整合の精度は、好ましくは、数マイクロメートルの偏差範囲内にあり、整合は、当業者に知られている標準的な技法および器具を使用して達成し、測定する。
【００３４】
図５（ｄ）に示すように、ミラー７およびＶ字溝１１は、好ましくはウェット化学エッチングによって形成する。ガリウム砒素基板とリン化インジウム基板１８との両方に対する好ましいエッチャントは、約２％の臭素メタノール溶液である。ガリウム砒素基板１８で受入可能な代替エッチャントは、過酸化水素水と塩酸などの酸との混合物である。エッチャント混合物中の成分比は一般的なものであり、当業者に知られている。
【００３５】
Ｈ２Ｏ２−ＨＣｌ混合物を用いることによって得られるよく形成されたエッチングプロフィルおよび滑らかな表面を図３に示す。図２に示したミラー７とＶ字溝１１とは、特定の結晶方位に沿って精密に整列される。例えば、基板の後側が（１００）結晶面である場合、Ｖ字溝１１は、（０１−１）方向に沿って整列され、ミラー７は、（０−１−１）方向に沿って整列される。この結晶学的整列は、手動で、または当業者に知られている標準的な技法に従った標準的な器具の使用によって達成することができる。
【００３６】
薄膜マスキング材料の適切な選択および形成によって達成されるアンダーカットを制御することによって、再現可能なエッチングが行われる。そのような選択および形成は当業者に知られている。図３はまた、アンダーカットの量を例示する。ミラー７およびＶ字溝１１のエッチングは、エッチストップ層１７が露出するまで続けられる。
【００３７】
ミラー７およびＶ字溝１１の形成後、フォトレジスト層２０および窒化シリコン層１９を、一般的な知られているエッチング技法を使用してエッチング除去する。このステップに続いて、図５（ｅ）に示すように、ウェハ１８の上側（第１の側）にはんだバンプ９を形成する。
【００３８】
多数のチップレット８をウェハ１８上に形成し、その後、チップレット８を、ウェハ１８から個別のレーザチップレット５１または光検出器チップレット５２にダイシングすることができる。最後に、それぞれレーザチップレットおよび光検出器チップレットに関して図５（ｆ）および５（ｇ）に示すように、光ファイバ３をＶ字溝１１内に挿入し、チップレット８に取り付ける。
【００３９】
例１
光学設計の一例を図４（ａ）〜４（ｃ）に示す。この例は、可能な設計を例示する目的でのみ導入してあり、限定と解釈されるものではない。
【００４０】
この設計は、光ファイバ３と、光電子レーザまたは光検出器５との相対位置を示す。この設計を使用して、フォトリソグラフィ形成マスクおよびエッチングパラメータを特定することができる。
【００４１】
上述した臭素メタノールエッチャントに関して、この例で使用されるエッチング条件下では、結果として得られるミラー７が約５５°の角度で傾けられ、光ビームをウェハ基板内へ偏光する。結果として得られるＶ字溝１１は、やはり約５５°の角度で傾けられた側壁を有する。光ファイバ３は、約１００マイクロメートルのコア直径と、約２００マイクロメートルのクラッド直径（図示せず）とを有する。光ファイバ３のコアがウェハ１２の表面の完全に下にあることを保証するために、光ファイバ３は、光ファイバ３の光軸が約６０マイクロメートルの深さ１３に位置するようにＶ字溝１１内にセットされる。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、Ｖ字溝１１の幅１４および深さ１５は、それぞれ約３８４マイクロメートルおよび２３４マイクロメートルである。
【００４３】
「Ｖ」の点が形成されると、Ｖ字溝１１のエッチング速度がかなり遅くなるので、ミラーチャネル（図４（ａ）および４（ｂ））の深さ１６はＶ字溝１１の深さ１５よりも深く、約２４７マイクロメートルである。エッチストップ層１７は、エピタキシャル成長させることが好ましい。
【００４４】
エッチストップ層１７は、約０．０１ナノメートル〜約０．５ナノメートルの範囲、好ましくは約０．０２ナノメートル〜約０．２ナノメートルの範囲の厚さを有し、ガリウム砒素基板１８に関しては好ましくはアルミニウム砒素からなり、リン化インジウム基板１８に関しては好ましくはインジウムアルミニウム砒素からなる。
【００４５】
ミラー７をエッチングする際、エッチングは、エッチストップ層１７に到達するまで続けることができるようになっている。エッチングは普通、ミラーチャネルの底部に非平坦表面を生成するので、この技法は、ミラーチャネルの底面が平坦で、滑らかであることを保証する。エッチングプロセスに続いて、任意選択で、エッチストップ層１７を知られている方法によって除去する。
【００４６】
エッチストップ層１７と、光電子デバイス５の放射または吸光領域との間の距離は、約１〜約５マイクロメートル、好ましくは約３マイクロメートルになるように設計される。光電子デバイス５の位置は図４（ｂ）（光検出器に関して）および図４（ｃ）（レーザに関して）に例示してある。光が進行する空間を、例えばエポキシシーラントを用いて封止することができる。
【００４７】
光ボンドワイヤ３が最大で数メートル前後の長さを有し、信号帯域幅またはパルスレートが約２０ギガヘルツ未満である典型的な適用例では、好ましくは約０．４の開口数を有するマルチモード光ファイバを使用することができる。ファイバコア直径は、５０マイクロメートル程に小さくすることができ、クラッド直径は好ましくは約１２５〜約２００マイクロメートルである。
【００４８】
光検出器５は、ファイバからの全ての光を捕捉するために少なくともファイバコアと同じ大きさを有するべきである。レーザ５の直径は、好ましくは約１０〜約３０マイクロメートルである。
【００４９】
本発明を、そのいくつかの実施形態に関連して説明してきたが、ここで当業者は修正形態を提案できよう。したがって、本発明は、頭記の特許請求の範囲によって要求される以外には、説明した実施形態に限定されないものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気信号用の光ボンドワイヤ相互接続を示す概略図である。
【図２】光電子終端レーザまたは光検出器に光ファイバを接続するための方法を示す概略図である。
【図３（ａ）】ガリウム砒素中にウェット化学エッチングによって形成されたエッチングミラーの図である。
【図３（ｂ）】ガリウム砒素中にウェット化学エッチングによって形成されたＶ字ホルダの図である。
【図４（ａ）〜（ｃ）】光電子終端器に関する光学設計の一例を示す概略図である。
【図５（ａ）〜（ｇ）】本発明の光ボンドワイヤ相互接続の形成の段階的方法を示す概略図である。
【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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