(57)【要約】  光半導体装置（９０）は、半導体基板（３０）に少なくとも１つの光素子（６）が形成された光半導体チップ（１）と、光素子（６）の第一電極（３８）及び第二電極（３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ（１）の外側に延伸した延伸配線パターン（３）と、を備えている。光半導体装置（９０）の第一電極（３８）及び第二電極（３９ｂ）は光半導体チップ（１）の表面側に形成されており、延伸配線パターン（３）は光半導体チップ（１）の表面に又は表面から離れた位置に配置されている。
2020095355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に少なくとも１つの光素子が形成された光半導体チップと、前記光素子の第一電極及び第二電極に接続されると共に前記光半導体チップの外側に延伸した延伸配線パターンと、を備えた光半導体装置であって、
前記第一電極及び前記第二電極は、前記光半導体チップの表面側に形成されており、
前記延伸配線パターンは、前記光半導体チップの表面に又は表面から離れた位置に配置されている、光半導体装置。
【請求項２】
前記延伸配線パターンは、前記光半導体チップの一端側のみから外側に延伸している、請求項１記載の光半導体装置。
【請求項３】
前記光半導体チップは、複数の前記光素子が形成されており、
それぞれの前記光素子の前記第一電極及び前記第二電極に接続された前記延伸配線パターンは、前記光半導体チップの一端側のみから外側に延伸している、請求項１記載の光半導体装置。
【請求項４】
前記延伸配線パターンは、前記第一電極に接続された第一延伸配線及び前記第二電極に接続された第二延伸配線を備えており、
前記第一延伸配線における前記光半導体チップの外側に延伸した部分である第一延伸部と、前記第二延伸配線における前記光半導体チップの外側に延伸した部分である第二延伸部との間隔は、前記第一延伸部及び前記第二延伸部の延伸方向に垂直な方向の幅のいずれか一方よりも広くなっている、請求項２または３に記載の光半導体装置。
【請求項５】
前記延伸配線パターンは、前記第一延伸部と前記第二延伸部とが平行に配置されている、請求項４記載の光半導体装置。
【請求項６】
前記延伸配線パターンは、前記第一電極及び前記第二電極に接続された第一金属層と、前記第一金属層の表面に形成された第二金属層と、を備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の光半導体装置。
【請求項７】
前記光素子は、半導体レーザまたは受光素子である、請求項１から６のいずれか１項に記載の光半導体装置。
【請求項８】
前記光半導体チップは、複数の半導体レーザと、それぞれの前記半導体レーザから出力されたレーザ光を伝送する複数の導波路と、複数の前記導波路を結合すると共に伝送された前記レーザ光のスポットサイズを変更するスポットサイズコンバータと、を備えており、
前記第一電極及び前記第二電極は、前記半導体レーザの電極である、請求項１から６のいずれか１項に記載の光半導体装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光半導体装置と、前記延伸配線パターンに接続された高周波基板と、を備えた光モジュール。
【請求項１０】
半導体基板に少なくとも１つの光素子が形成された光半導体チップと、前記光素子の第一電極及び第二電極に接続されると共に前記光半導体チップの外側に延伸した延伸配線パターンと、を備えた光半導体装置を製造する光半導体装置の製造方法であって、
前記光半導体チップの表面側に前記第一電極及び前記第二電極が配置された前記光素子を形成すると共に、前記第一電極の一部及び前記第二電極の一部を露出する開口が形成されたパッシベーション層を形成する光素子形成工程と、
前記パッシベーション層の表面に又は前記パッシベーション層の表面から離れた位置に前記光半導体チップの外側に延伸した前記延伸配線パターンを形成する延伸配線パターン形成工程と、を含む光半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記延伸配線パターン形成工程は、前記第一電極及び前記第二電極に接続された第一金属層を形成する第一金属層形成工程と、
前記第一金属層形成工程にて形成された前記第一金属層を給電層としてめっきすることにより、前記第一金属層の表面に第二金属層を形成する第二金属層形成工程と、を含む請求項１０記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記延伸配線パターンは、前記光半導体チップの一端側のみから外側に延伸しており、
前記光素子形成工程において、前記光半導体チップが形成されるチップ領域が前記半導体基板に複数配置されており、
隣接する少なくとも２つの前記チップ領域には、前記延伸配線パターンが外側に延伸している前記光半導体チップの一端である延伸配線配置端が互いに対向するように前記光素子が形成されている、請求項１０または１１に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記光素子形成工程は、前記延伸配線配置端が隣接する前記チップ領域の間にドライエッチングによりチップ分離溝を形成する分離溝形成工程を含む、請求項１２記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記延伸配線パターン形成工程において、一方のチップ領域に形成された前記光半導体チップの前記延伸配線パターンは、隣接する他のチップ領域に形成された前記光半導体チップに前記チップ分離溝を越えて延伸して形成されている、請求項１３記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記光半導体チップは、前記光素子として半導体レーザが形成されており、
前記半導体レーザのレーザ光が出射される側と反対の後端面は、前記分離溝形成工程にて形成された前記チップ分離溝の側面であり、
前記光素子形成工程は、前記分離溝形成工程の後に、前記半導体レーザの前記後端面に前記レーザ光を反射する反射膜を被覆する後端面反射膜形成工程を含む、請求項１３または１４に記載の光半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、光半導体装置及び光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光モジュールは、光通信等に用いられる機器である。光通信の大容量化、高速化により波長分割多重方式の光モジュールが開発されている。例えば、特許文献１の図７には、４波長の光信号が多重された光信号を出力する多チャネル光送信器（光モジュール）が開示されている。特許文献１の図７（ａ）に開示された多チャネル光送信器は、４波長分の（４チャネル分）の直接変調分布帰還型レーザ（ＤＭＬ：Direct Modulated Distributed Feedback Laser）が形成された光素子のチップ（光半導体装置）と、４つのＤＭＬを駆動する駆動用ドライバＩＣ（Integrated Circuit）に接続する配線板（高周波基板）とを備えており、４つのＤＭＬのアノード電極及びカソード電極と配線板が８本のワイヤで接続されている。また、特許文献１の図７（ａ）に開示された多チャネル光送信器は、通常５０Ωの駆動用ドライバＩＣの出力インピーダンスとインピーダンス整合をとるために、ＤＭＬのｐ型の半導体基板に接続された終端抵抗を備えている。【０００３】
また、特許文献１の図７（ｃ）には、４つのＤＭＬが形成された光素子のチップと高周波回路板（高周波基板）とが金バンプによりフリップチップボンディングされている多チャネル光送信器が開示されている。高周波回路板の裏面に形成された配線と４つのＤＭＬのアノード電極及びカソード電極が金バンプにより接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１８１５４２号公報（図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の図７（ａ）に開示された多チャネル光送信器は、光半導体装置の４つのＤＭＬのアノード電極及びカソード電極と配線板が８本のワイヤで接続されているので、ワイヤの長さにより駆動用ドライバＩＣ等と光半導体装置との線路が長く、高周波特性は劣化する。光半導体装置と配線板との実装構造を変えずかつ光モジュール毎に終端抵抗の値を調整しない場合は、ワイヤループを極力抑えるぐらいしか策はなく、光半導体装置が搭載された光モジュールは十分な高周波特性の改善ができない。また、光半導体装置と配線板との実装構造を変えずかつ光モジュール毎に終端抵抗の値を調整する場合は、光モジュールの調整作業が長くなる問題がある。【０００６】
また、特許文献１の図７（ｃ）に開示された多チャネル光送信器は、４つのＤＭＬが形成された光半導体装置と高周波回路板（高周波基板）とが金バンプによりフリップチップボンディングされている、すなわちフリップチップ実装方式で接続されている。このようなフリップチップ実装方式は、駆動用ドライバＩＣ等と光半導体装置との線路が最短となって、高周波特性が改善することは一般的に知られている。しかし、バンプで接続する実装方式は、信頼性上の懸念などがあり、簡単には適用できないという現状がある。また、ジャンクションダウン構造で作成された光半導体装置を上下反転させてバンプで接続する実装方式もあるが、信頼性上の懸念などがあり、簡単には適用できないという現状がある。【０００７】
本願明細書に開示される技術は、光半導体装置を高周波基板に接続する際に、フリップチップ実装方式を用いることなく、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板に接続できる光半導体装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願明細書に開示される一例の光半導体装置は、半導体基板に少なくとも１つの光素子が形成された光半導体チップと、光素子の第一電極及び第二電極に接続されると共に光半導体チップの外側に延伸した延伸配線パターンと、を備えた光半導体装置である。第一電極及び第二電極は光半導体チップの表面側に形成されており、延伸配線パターンは光半導体チップの表面に又は表面から離れた位置に配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
本願明細書に開示される一例の光半導体装置は、光素子の第一電極及び第二電極に接続されると共に光半導体チップの外側に延伸した延伸配線パターンを備えているので、光半導体装置を高周波基板に接続する際に、フリップチップ実装方式を用いることなく、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板に接続できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る光半導体装置及び光モジュールを示す図である。
【図２】図１の半導体レーザを示す図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａの断面図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂの断面図である。
【図５】実施の形態１に係る分離前の４つの光半導体チップと延伸配線パターンを示す図である。
【図６】実施の形態１に係るチップ分離後の２つの光半導体装置を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る延伸配線パターンの形成工程を説明する図である。
【図８】実施の形態１に係る延伸配線パターンの形成工程を説明する図である。
【図９】実施の形態１に係る延伸配線パターンの形成工程を説明する図である。
【図１０】実施の形態１に係る延伸配線パターンの形成工程を説明する図である。
【図１１】実施の形態１に係る延伸配線パターンの形成工程を説明する図である。
【図１２】実施の形態１に係る延伸配線パターンの形成工程を説明する図である。
【図１３】実施の形態１に係る延伸配線パターンの形成工程を説明する図である。
【図１４】実施の形態１に係る延伸配線パターンの形成工程を説明する図である。
【図１５】実施の形態１に係る他の光半導体装置及び他の光モジュールを示す図である。
【図１６】実施の形態２に係る光半導体装置及び光モジュールを示す図である。
【図１７】実施の形態２に係る分離前の２つの光半導体チップと延伸配線パターンを示す図である。
【図１８】実施の形態３に係る光半導体装置及び光モジュールを示す図である。
【図１９】図１８の受光素子を示す図である。
【図２０】実施の形態３に係る分離前の２つの光半導体チップと延伸配線パターンを示す図である。
【図２１】実施の形態４に係る光半導体装置及び光モジュールを示す図である。
【図２２】実施の形態４に係る分離前の４つの光半導体チップと延伸配線パターンを示す図である。
【図２３】実施の形態５に係る光半導体装置及び光モジュールを示す図である。
【図２４】実施の形態５に係る分離前の４つの光半導体チップと延伸配線パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１の光半導体装置９０及び光モジュール１００について、図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。図１は実施の形態１に係る光半導体装置及び光モジュールを示す図であり、図２は図１の半導体レーザを示す図である。図３は図１におけるＡ−Ａの断面図であり、図４は図１におけるＢ−Ｂの断面図である。図５は実施の形態１に係る分離前の４つの光半導体チップと延伸配線パターンを示す図であり、図６は実施の形態１に係るチップ分離後の２つの光半導体装置を示す図である。図７〜図１４は、実施の形態１に係る延伸配線パターンの形成工程を説明する図である。光半導体装置９０は、半導体基板に光素子が形成されている光半導体チップ１と、光素子の電極に接続されると共に光半導体チップ１の外周よりも外側に延伸した延伸配線パターン３と、を備えている。光モジュール１００は、光半導体装置９０と、光半導体装置９０の延伸配線パターン３に接続された高周波基板２と、を備えている。図１では、光半導体チップ１が４つの半導体レーザ６が集積された集積半導体レーザチップ１５である例を示した。図１では、延伸配線パターン３が、光半導体チップ１の一端側のみから外側に延伸している例を示した。延伸配線パターン３が外側に延伸している光半導体チップ１の一端は延伸配線配置端である。
【００１２】
光半導体チップ１である集積半導体レーザチップ１５は、４つの半導体レーザ６と、各半導体レーザ６から出力された光信号を伝送する４つの導波路７と、４つの導波路７を結合し伝送された光信号のスポットサイズを変更する１つのスポットサイズコンバータ８と、を備えている。４つの半導体レーザ６は、直接変調分布帰還型レーザである。分布帰還型レーザは、周期的な屈折率変化を与える回折格子を用いて、単一の波長の光を選択して出射する。直接変調分布帰還型レーザは、回折格子を備えており、半導体レーザ６を駆動するドライバにより駆動電圧がオン及びオフすることでレーザ光が発振（出射）及び非発振（非出射）することで変調された単一の波長の光信号を出力する。半導体レーザ６は、ｐ型のＩｎＰ基板３０にｐ型のクラッド層３１、回折格子を構成する回折格子層３２、活性層３３、電流ブロック層３４、ｎ型のクラッド層３５、コンタクト層３７、絶縁膜３６、ＩｎＰ基板３０の裏面に形成されたアノード電極３９ａ、絶縁膜３６の表面に形成されたアノード電極３９ｂ、コンタクト層３７の表面に形成されたカソード電極３８を備えている。アノード電極３９ａとアノード電極３９ｂとは接続されている。半導体レーザ６は、２つのレーザ分離溝４１によってメサストライプ４０が形成されている。４つの半導体レーザ６は回折格子層３２により、例えば１．３μｍ帯のレーザ光を出力する。集積半導体レーザチップ１５に形成された各半導体レーザ６が出力する波長は異なっており、集積半導体レーザチップ１５は４波長を多重して光信号を出力する。集積半導体レーザチップ１５の表面にはパッシベーション層５１が形成されているが、図２ではパッシベーション層５１を省略している。
【００１３】
集積半導体レーザチップ１５は、光信号が出力される側の前端面に無反射膜４３が被覆されており、前端面と反対側の後端面にレーザ光を反射する高反射膜４２が被覆されている。高反射膜４２は、互いに隣接して形成された分離前の２つの集積半導体レーザチップ１５を分離しているチップ分離溝４５の側面であるレーザ後端面４６に形成されている。無反射膜４３は、レーザ光をレーザ後端面４６に反射させずに通過する光学材料膜である。延伸配線パターン３は、集積半導体レーザチップ１５の裏面と反対側である表面に形成されたパッシベーション層５１の表面に接触しないように形成されている。延伸配線パターン３は、半導体レーザ６のカソード電極３８にパッシベーション層５１の開口を介して接続された延伸配線４と、半導体レーザ６のアノード電極３９ｂにパッシベーション層５１の開口を介して接続された延伸配線５と、を備えている。延伸配線パターン３は、半導体レーザ６のレーザ後端面４６よりも外側に延伸している。図１では、分かり易くするために、アノード電極３９ｂを白抜きの破線長方形で示した。集積半導体レーザチップ１５は、４つの半導体レーザ６を備えているので、合計８個の延伸配線４、５を備えている。
【００１４】
高周波基板２は、セラミック等の基板２１の表面に複数の金属配線２２、２３が形成されている。図１では、半導体レーザ６のカソード電極３８毎に延伸配線４を介して接続される４個の金属配線２２と、半導体レーザ６のアノード電極３９ｂ毎に延伸配線５を介して接続される４個の金属配線２３とを示した。光半導体チップ１の延伸配線パターン３である延伸配線４、５は高周波基板２の金属配線２２、２３に熱圧着により接続されている。延伸配線４、５が接続されていない金属配線２２、２３の他端は、図示しない金ワイヤ等により半導体レーザ６を駆動するドライバ等が搭載された外部装置に接続される。高周波基板２の金属配線２２、２３には半導体レーザ６を駆動する高周波の電圧が印加される。例えば、各半導体レーザ６が２５Ｇｂｐｓの光信号を出力する場合には、最大１２．５ＧＨｚの高周波の電圧が高周波基板２の金属配線２２、２３に印加される。
【００１５】
図１では、延伸配線４の表面、すなわち高周波基板２の金属配線２２の表面に対向する面と反対側の面に金ボール（Ａｕボール）２４が形成された例を示した。金ボール２４は外部装置の配線等に最短距離で接続する場合に用いる。延伸配線４の表面に形成された金ボール２４は、特許文献１の金バンプよりも大きいので、金ボール２４を用いても外部装置とは信頼性の高い接続が可能である。金ボール２４は、延伸配線５の表面に形成されてもよい（図２１参照）。
【００１６】
図５を用いて、分離前の４つの光半導体チップ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと延伸配線パターン３との配置を説明する。同一の半導体基板（ＩｎＰ基板３０）に複数のチップ領域が配置されており、各チップ領域に光半導体チップ１が形成されている。チップ領域は、例えば光半導体チップ１の外周の実線で示した領域である。光半導体チップ１ａ、１ｂは、互いにレーザ後端面４６がチップ分離溝４５を挟んで対向するように配置されている。光半導体チップ１ａの延伸配線パターン３である延伸配線４、５は、チップ分離溝４５を越えて光半導体チップ１ｂまで延伸している。光半導体チップ１ｂは光半導体チップ１ａを１８０°回転させた状態で半導体基板（ＩｎＰ基板３０）に形成されている。光半導体チップ１ｃ、１ｄは、スクライブライン４７を挟んで光半導体チップ１ａ、１ｂを平行移動させた状態で形成されている。光半導体チップ１ｂ、１ｄの前端面は、スクライブライン４７を挟んで光半導体チップ１ｅ、１ｆの前端面と対向している。したがって、隣接する光半導体チップ１の前端面同士が対向しており、隣接する光半導体チップ１のレーザ後端面４６同士が対向している。なお、光半導体チップ１のレーザ後端面４６は、延伸配線パターン３が外側に延伸している光半導体チップ１の一端なので、延伸配線配置端でもある。
【００１７】
光半導体チップ１ａ、１ｂの基本配置が、スクライブライン４７を介して半導体基板に複数配置されている。なお、図５において、光半導体チップ１ａにおけるチップ分離溝４５及び光半導体チップ１ｃを分離しているスクライブライン４７に接していない外周にも、図示しないスクライブライン４７が形成されている。同様に、光半導体チップ１ｂ、１ｃ、１ｄにおけるチップ分離溝４５及び隣接する他の光半導体チップを分離しているスクライブライン４７に接していない外周にも、図示しないスクライブライン４７が形成されている。スクライブライン４７は、パッシベーション層５１及び絶縁膜３６がエッチングにより除去されている。
【００１８】
延伸配線４における光半導体チップ１の外側に延伸した部分を第一延伸部、延伸配線５における光半導体チップ１の外側に延伸した部分を第二延伸部とすると、第一延伸部と第二延伸部との間隔は、第一延伸部及び第二延伸部の延伸方向に垂直な方向の幅のいずれか一方よりも広くなっている。なお、第一延伸部、第二延伸部の幅は同一でも異なっていてもよい。図１、図５、図６では、第一延伸部と第二延伸部とが平行に配置されている例を示した。第一延伸部と第二延伸部とが平行に配置された場合は、チップ分離溝４５を挟んで隣接している基本配置の光半導体チップ１ａ、１ｂにおける延伸配線パターン３が互いに１８０°回転させた状態で形成できる。
【００１９】
ダイシング装置によりスクライブライン４７を切断し、かつ延伸配線パターン３が形成されていない半導体基板の裏面側からチップ分離溝４５の底面までダイシング装置により切断することで個別の光半導体チップ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに分離する。図６では、互いの延伸配線パターン３が他の光半導体チップ１のレーザ後端面４６から離れるように平行移動させた状態の２つの光半導体チップ１ａ、１ｂ及び光半導体装置９０ａ、９０ｂを示した。
【００２０】
光モジュール１００の製造方法を説明する。光素子形成工程にて、少なくとも１つの光素子を半導体基板に形成する。集積半導体レーザチップ１５の場合は、光素子形成工程にて、４つの半導体レーザ６と、４つの導波路７と、１つのスポットサイズコンバータ８をｐ型のＩｎＰ基板３０に形成する。まず、４つの半導体レーザ６、４つの導波路７、１つのスポットサイズコンバータ８の各構造をＩｎＰ基板３０に形成する（光素子構造形成工程）。光素子構造形成工程の後に、ＩｎＰ基板３０の裏面と反対側の表面にパッシベーション層５１を形成する（パッシベーション層形成工程）。パッシベーション層形成工程の後に、隣接する集積半導体レーザチップ１５の後端面の一部（レーザ後端面４６）を形成するようにドライエッチングによりチップ分離溝４５を形成する（分離溝形成工程）。分離溝形成工程は、延伸配線配置端が隣接するチップ領域の間にドライエッチングによりチップ分離溝４５を形成する工程である。集積半導体レーザチップ１５のレーザ後端面４６に高反射膜４２を被覆する（後端面反射膜形成工程）。延伸配線パターン３に接続するカソード電極３８、アノード電極３９ａの表面の一部を露出させる開口をパッシベーション層５１に形成する（表面電極露出工程）。
【００２１】
光素子形成工程の後に、図５に示すように、延伸配線パターン３を、チップ分離溝４５を越えて隣接する光半導体チップ１まで延伸して形成する（延伸配線パターン形成工程）。延伸配線パターン３は、例えば二層レジストを用いて少なくとも自チップの領域外の延伸配線パターン３が他のチップのパッシベーション層５１に接触せずに宙に浮いている構造になっている。光半導体チップ１ａの延伸配線パターン３は、光半導体チップ１ｂのパッシベーション層５１に接触することなく光半導体チップ１ｂまで延伸して配置されている。同様に、光半導体チップ１ｂの延伸配線パターン３は、光半導体チップ１ａのパッシベーション層５１に接触することなく光半導体チップ１ａまで延伸して配置されている。延伸配線パターン３を形成する工程の詳細は後述する。
【００２２】
延伸配線パターン形成工程の後に、ダイシング装置によりスクライブライン４７及びチップ分離溝４５の底面を分離する（チップ分離工程）。チップ分離工程において、ダイシング装置によりスクライブライン４７を切断し、かつ延伸配線パターン３が形成されていない半導体基板の裏面側からチップ分離溝４５の底面までダイシング装置により切断することで個別の光半導体チップ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに分離する。チップ分離工程により個別にチップが分離されると、図６のように自チップ外まで延伸配線パターン３が延伸した構造が形成される。チップ分離工程の後に、集積半導体レーザチップ１５の前端面側を劈開し、劈開した端面に無反射膜４３を被覆する（前端面膜形成工程）。無反射膜４３は、レーザ光をレーザ後端面４６に反射させずに通過する光学材料膜である。後端面反射膜形成工程を実行せずに、チップ分離工程の後に集積半導体レーザチップ１５の後端面すなわちレーザ後端面４６に高反射膜４２を被覆することは、チップ外に延伸して配置された延伸配線パターン３のために困難である。このため、前述したようにチップ分離工程前のウェハプロセス中、すなわち後端面反射膜形成工程にて集積半導体レーザチップ１５のレーザ後端面４６に高反射膜４２を被覆している。
【００２３】
チップ分離工程及び前端面膜形成工程の後に、光半導体チップ１の延伸配線パターン３である延伸配線４、５を高周波基板の金属配線２２、２３に熱圧着により接続する（高周波基板接続工程）。高周波基板接続工程において、延伸配線４、５の表面に金ボール２４を形成する（金ボール形成工程）。なお、延伸配線４、５の表面に金ボール２４が形成されない場合は、金ボール形成工程は実行されない。
【００２４】
図７〜図１４を用いて、延伸配線パターン３を形成する形成工程を説明する。図７〜図１４は、図５におけるＣ−Ｃの断面を示している。図７は、前述した光素子形成工程が終了した状態を示している。パッシベーション層５１はＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁膜である。破線５７の左側が光半導体チップ１ａであり、破線５７の右側が光半導体チップ１ｂである。延伸配線パターン形成工程の第一工程である第一レジストパターン形成工程において、図８のように全面にレジストを塗布し、露光及び現像によりレジストパターン５２ａを形成する。レジストパターン５２ａは、光半導体チップ１の表面電極であるカソード電極３８、アノード電極３９ｂにおけるパッシベーション層５１の開口により露出された表面電極露出部が露出する開口が形成されたパターンである。図８では、パッシベーション層５１の開口とレジストパターン５２ａの開口がずれていない例を示した。なお、図８に示したカソード電極３８の断面は、カソード電極３８と延伸配線４とが接続される部分における断面を示している。
【００２５】
延伸配線パターン形成工程の第二工程である第一金属層形成工程において、図９のように第一金属層５３を全面に製膜する。第一金属層５３は、例えばＴｉ膜とＡｕ膜の二層膜である。Ｔｉ膜が光半導体チップ１の表面電極であるカソード電極３８、アノード電極３９ｂに接触しており、Ｔｉ膜の表面にＡｕ膜が製膜されている。延伸配線パターン形成工程の第三工程である第二レジストパターン形成工程において、図１０のように全面にレジストを塗布し、露光及び現像によりレジストパターン５２ｂを形成する。レジストパターン５２ｂは、延伸配線パターン３の表面形状すなわち延伸配線４、５の表面形状と同じ形状の開口が形成されている。延伸配線パターン３の表面形状は、図５に示した延伸配線パターン３の形状である。
【００２６】
延伸配線パターン形成工程の第四工程である第二金属層形成工程において、第一金属層５３を給電層としてめっきすることで図１１のように第二金属層５４を形成する。図１１では、破線５８ａ〜破線５８ｂまでが延伸配線４を示し、破線５８ｂ〜破線５８ｃまでが延伸配線５を示している。延伸配線４と延伸配線５とは分離されているが、図５におけるＣ−Ｃの断面では図１１の紙面手前側に延伸配線５が配置されており、図１１の紙面奥側に延伸配線４が配置されているので、延伸配線４と延伸配線５とが重なって見えている。なお、表面電極（カソード電極３８、アノード電極３９ｂ）と第二金属層５４とが互いに合金化する金属材料の場合には、第一金属層５３は、光半導体チップ１の表面電極（カソード電極３８、アノード電極３９ｂ）と第二金属層５４との合金化を防ぐバリアメタルにもなる。
【００２７】
延伸配線パターン形成工程の第五工程である第二レジストパターン除去工程において、図１２のように第一金属層５３の表面に形成されたレジストパターン５２ｂを除去する。延伸配線パターン形成工程の第六工程である第一金属層加工工程において、図１３のように第一金属層５３をミリング等により除去する。延伸配線パターン形成工程の第七工程である第一レジストパターン除去工程において、図１４のようにパッシベーション層５１の表面及びチップ分離溝４５に形成されたレジストパターン５２ａを除去する。延伸配線パターン形成工程により、図１４のような少なくとも自チップの領域外の延伸配線パターン３が他のチップのパッシベーション層５１に接触せずに宙に浮いている構造を形成することができる。
【００２８】
なお、光モジュール１００の製造方法における高周波基板接続工程を除いた工程、すなわち、光素子形成工程、延伸配線パターン形成工程、チップ分離工程、前端面膜形成工程は、光半導体装置９０を製造する製造方法の各工程である。したがって、光モジュール１００の製造方法は、光半導体装置９０の製造する製造方法を実施した後に高周波基板接続工程を実行していることになる。
【００２９】
実施の形態１の光半導体装置９０は、光半導体チップ１の表面電極（カソード電極３８、アノード電極３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ１の外周よりも外側に延伸した延伸配線パターン３を備えているので、延伸配線パターン３によって高周波基板２に接続する際にループが生じるワイヤ接続と異なり、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板に接続できる。実施の形態１の光半導体装置９０は、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板に接続できるので、光半導体装置９０を駆動する信号の反射を最小限に抑制でき、光半導体装置９０の高周波特性を改善することができる。実施の形態１の光半導体装置９０は、光半導体チップ１の表面電極（カソード電極３８、アノード電極３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ１の外周よりも外側に延伸した延伸配線パターン３を備えているので、フリップチップ実装方式を用いることなく、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。
【００３０】
実施の形態１の光モジュール１００は、光半導体装置９０を備えているので、延伸配線パターン３によって高周波基板２に接続する際にループが生じるワイヤ接続と異なり、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板に接続できる。実施の形態１の光モジュール１００は、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板に接続できるので、光半導体装置９０を駆動する信号の反射を最小限に抑制でき、光半導体装置９０の高周波特性及び光モジュール１００の高周波特性を改善することができる。実施の形態１の光モジュール１００は、光半導体装置９０が光半導体チップ１の表面電極（カソード電極３８、アノード電極３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ１の外周よりも外側に延伸した延伸配線パターン３を備えているので、フリップチップ実装方式を用いることなく、ワイヤ接続よりも短い経路で光半導体装置９０を高周波基板２に接続できる。
【００３１】
光半導体チップ１は図１に示した集積半導体レーザチップ１５に限らず、他の集積半導体レーザチップでもよい。図１５は、実施の形態１に係る他の光半導体装置及び他の光モジュールを示す図である。図１５に示した光半導体チップ１は、光半導体チップ１が４つの半導体レーザ６が集積され、導波路７にレーザ光の出力をモニタするモニタ受光素子９が配置された集積半導体レーザチップ１６である。集積半導体レーザチップ１６は、集積半導体レーザチップ１５とは導波路７にモニタ受光素子９が配置された点で異なる。モニタ受光素子９は、導波路７の表面にモノリシックに形成されても、予め作成された受光素子を接着材で接着してもよい。集積半導体レーザチップ１６は、導波路７にモニタ受光素子９が配置されているので、各半導体レーザ６のレーザ光の出力をモニタすることができる。
【００３２】
チップ分離前の延伸配線パターン３は、図１４のように自チップの領域のパッシベーション層５１と隣接する他のチップのパッシベーション層５１とに接触せずに宙に浮いている構造の例を示したが、この例に限定されない。前述したように、チップ分離前の延伸配線パターン３は、少なくとも自チップの領域外で隣接している他のチップのパッシベーション層５１に接触せずに宙に浮いている構造になっていればよい。すなわち、図１４の光半導体チップ１ａにおいて、延伸配線パターン３（延伸配線４、５）がパッシベーション層５１に接触するように形成されてもよい。この場合でも、レジストパターン５２ａはチップ分離溝４５を覆うように形成されるので、光半導体チップ１ａにチップ分離溝４５を介して隣接する光半導体チップ１ｂでは、光半導体チップ１ａの表面電極（カソード電極３８、アノード電極３９ｂ）に接続された延伸配線パターン３は光半導体チップ１ｂのパッシベーション層５１に接触せずに宙に浮いている構造にすることができる。
【００３３】
以上のように、実施の形態１の光半導体装置９０は、半導体基板（ＩｎＰ基板３０）に少なくとも１つの光素子（半導体レーザ６）が形成された光半導体チップ１と、光素子（半導体レーザ６）の第一電極（カソード電極３８）及び第二電極（アノード電極３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ１の外側に延伸した延伸配線パターン３と、を備えた光半導体装置である。第一電極（カソード電極３８）及び第二電極（アノード電極３９ｂ）は光半導体チップ１の表面側に形成されており、延伸配線パターン３は光半導体チップ１の表面に又は表面から離れた位置に配置されている。実施の形態１の光半導体装置９０は、光素子（半導体レーザ６）の第一電極（カソード電極３８）及び第二電極（アノード電極３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ１の外側に延伸した延伸配線パターン３を備えているので、光半導体装置９０を高周波基板２に接続する際に、フリップチップ実装方式を用いることなく、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。
【００３４】
実施の形態１の光モジュール１００は、光半導体装置９０と、延伸配線パターン３に接続された高周波基板２と、を備えている。光半導体装置９０は、半導体基板（ＩｎＰ基板３０）に少なくとも１つの光素子（半導体レーザ６）が形成された光半導体チップ１と、光素子（半導体レーザ６）の第一電極（カソード電極３８）及び第二電極（アノード電極３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ１の外側に延伸した延伸配線パターン３と、を備えた光半導体装置である。第一電極（カソード電極３８）及び第二電極（アノード電極３９ｂ）は光半導体チップ１の表面側に形成されており、延伸配線パターン３は光半導体チップ１の表面に又は表面から離れた位置に配置されている。実施の形態１の光モジュール１００は、光半導体装置９０が、光素子（半導体レーザ６）の第一電極（カソード電極３８）及び第二電極（アノード電極３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ１の外側に延伸した延伸配線パターン３を備えているので、フリップチップ実装方式を用いることなく、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。
【００３５】
実施の形態１の光半導体装置の製造方法は、半導体基板（ＩｎＰ基板３０）に少なくとも１つの光素子（半導体レーザ６）が形成された光半導体チップ１と、光素子（半導体レーザ６）の第一電極（カソード電極３８）及び第二電極（アノード電極３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ１の外側に延伸した延伸配線パターン３と、を備えた光半導体装置９０を製造する光半導体装置の製造方法である。実施の形態１の光半導体装置の製造方法は、光半導体チップ１の表面側に第一電極（カソード電極３８）及び第二電極（アノード電極３９ｂ）が配置された光素子（半導体レーザ６）を形成すると共に、第一電極（カソード電極３８）の一部及び第二電極（アノード電極３９ｂ）の一部を露出する開口が形成されたパッシベーション層５１を形成する光素子形成工程と、パッシベーション層５１の表面に又はパッシベーション層５１の表面から離れた位置に延伸配線パターン３を形成する延伸配線パターン形成工程と、を含んでいる。実施の形態１の光半導体装置の製造方法は、光半導体チップ１の外側に延伸した延伸配線パターン３を備えた光半導体装置９０を製造できるので、光半導体装置９０を高周波基板２に接続する際に、フリップチップ実装方式を用いることなく、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる光半導体装置９０を製造することができる。
【００３６】
実施の形態２．
実施の形態１では、光半導体チップ１は４つの半導体レーザ６、導波路７、スポットサイズコンバータ８が集積された光半導体チップ１の例を示したが、光半導体チップ１は複数の半導体レーザ６のみが集積された集積半導体レーザチップ１２でもよい。図１６は実施の形態２に係る光半導体装置及び光モジュールを示す図であり、図１７は実施の形態２に係る分離前の２つの光半導体チップと延伸配線パターンを示す図である。図１７は、実施の形態１の図５に相当する図である。なお、図１７において、光半導体チップ１ｂは光半導体チップ１ａを１８０°回転させた状態で半導体基板（ＩｎＰ基板３０）に形成されている。光半導体チップ１ａ、１ｂにおけるチップ分離溝４５に接していない外周は、図示しないスクライブライン４７が形成されている。光半導体チップ１ａ、１ｂの基本配置が、スクライブライン４７を介して半導体基板に複数配置されている。
【００３７】
実施の形態２の光半導体装置９０は、光半導体チップ１が複数の半導体レーザ６のみが集積された集積半導体レーザチップ１２である点で、実施の形態１の光半導体装置９０と異なっている。図１６では、光半導体チップ１が４つの半導体レーザ６が集積された集積半導体レーザチップ１２である例を示した。実施の形態２の光モジュール１００は、光半導体チップ１が集積半導体レーザチップ１２である点で、実施の形態１の光モジュール１００と異なっている。実施の形態２の光半導体装置９０及び光モジュール１００の製造方法は、実施の形態１の光半導体装置９０及び光モジュール１００の製造方法と同じである。
【００３８】
実施の形態２の光半導体装置９０は、延伸配線パターン３が実施の形態１の構造と同じなので、実施の形態１の光半導体装置９０と同様の作用及び効果を奏する。実施の形態２の光モジュール１００は、延伸配線パターン３が実施の形態１の構造と同じなので、実施の形態１の光モジュール１００と同様の作用及び効果を奏する。実施の形態２の光半導体装置９０は、光半導体チップ１の表面電極（カソード電極３８、アノード電極３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ１の外周よりも外側に延伸した延伸配線パターン３を備えているので、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。実施の形態２の光モジュール１００は、実施の形態２の光半導体装置９０を備えているので、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。
【００３９】
実施の形態３．
実施の形態１では、光半導体チップ１は４つの半導体レーザ６が集積された光半導体チップ１の例を示したが、光半導体チップ１は受光素子１０が集積された集積光受光素子チップ１４でもよい。図１８は実施の形態３に係る光半導体装置及び光モジュールを示す図であり、図１９は図１８の受光素子を示す図である。図２０は、実施の形態３に係る分離前の２つの光半導体チップと延伸配線パターンを示す図である。実施の形態３の光半導体装置９０は、光半導体チップ１が複数の受光素子１０が集積された集積光受光素子チップ１４である点で、実施の形態１の光半導体装置９０と異なっている。図１８では、光半導体チップ１は４つの受光素子１０が集積された集積光受光素子チップ１４である例を示した。実施の形態３の光モジュール１００は、光半導体チップ１が集積光受光素子チップ１４である点で、実施の形態１の光モジュール１００と異なっている。
【００４０】
受光素子１０は、例えばアバランシェフォトダイオードである。受光素子１０は、ｎ型のＩｎＰ基板６０に多層反射層６１、増倍層６２、光吸収層６３、窓層６４、窓層６４の表面に形成され受光部７０を囲んだリング状電極部７１を有するアノード電極６６、リング状電極部７１及び受光素子１０の外周部以外の窓層６４の表面に形成された表面保護膜６８、リング状電極部７１の外周を囲んで表面保護膜６８の表面に形成された遮光金属６７、表面保護膜６８の表面に形成された絶縁膜６９、ＩｎＰ基板６０の裏面に形成されたカソード電極６５ａ、絶縁膜６９の表面に形成されたカソード電極６５ｂを備えている。アノード電極６６は、リング状電極部７１に接続部７３を介して接続されたパッド部７２を有している。アノード電極６６のパッド部７２は延伸配線５に接続される。アノード電極６６のパッド部７２及び接続部７３は、絶縁膜６９の表面に形成されている。カソード電極６５ａとカソード電極６５ｂとは接続されている。リング状電極部７１で囲まれた受光部７０の表面は、表面保護膜６８の表面である。集積光受光素子チップ１４の表面にはパッシベーション層５１が形成されているが、図１９ではパッシベーション層５１を省略している。
【００４１】
延伸配線パターン３は、実施の形態１で説明したように、自チップの領域外の延伸配線パターン３が他のチップのパッシベーション層５１に接触せずに宙に浮いている構造になっている。延伸配線パターン３は、受光素子１０のカソード電極６５ｂにパッシベーション層５１の開口を介して接続された延伸配線４と、受光素子１０のアノード電極６６のパッド部７２にパッシベーション層５１の開口を介して接続された延伸配線５と、を備えている。受光素子１０のカソード電極６５ｂ及びアノード電極６６のパッド部７２は、受光素子１０の一端側に配置されている。図１８では、カソード電極６５ｂ及びアノード電極６６のパッド部７２が受光素子１０の短辺の一方に近付けて配置されている例を示した。カソード電極６５ｂ及びアノード電極６６のパッド部７２が配置されている側の受光素子１０の端を、電極配置端と呼ぶことにする。延伸配線パターン３は、電極配置端よりも外側に延伸している。なお、電極配置端に対向して隣接する光半導体チップ１の一端が、電極配置端である。光半導体チップ１の一端である電極配置端から外側に延伸配線パターン３が延伸しているので、電極配置端は延伸配線配置端でもある。図１８、図２０では、分かり易くするために、カソード電極６５ｂ及びアノード電極６６のパッド部７２を白抜きの破線長方形で示した。集積光受光素子チップ１４は、４つの受光素子１０を備えているので、合計８個の延伸配線４、５を備えている。
【００４２】
光半導体チップ１の延伸配線パターン３である延伸配線４、５は、高周波基板２の金属配線２２、２３に熱圧着により接続されている。延伸配線４、５が接続されていない金属配線２２、２３の他端は、図示しない金ワイヤ等により受光素子１０が受光して生成した高周波の受光電流を処理する回路が搭載された外部装置に接続される。高周波基板２の金属配線２２、２３には受光素子１０が生成した高周波の受光電流が流れる。例えば、各受光素子１０が２５Ｇｂｐｓの光信号を受光する場合には、最大２５ＧＨｚの高周波の受光電流が高周波基板２の金属配線２２、２３に流れる。図１８では、図１と異なり、延伸配線４、５の表面、すなわち高周波基板２の金属配線２２、２３の表面に対向する面と反対側の面に金ボール２４が形成されていない例を示した。
【００４３】
図２０を用いて、分離前の２つの光半導体チップ１ａ、１ｂと延伸配線パターン３との配置を説明する。図２０は、実施の形態１の図５に相当する図である。光半導体チップ１ａ、１ｂは、互いに電極配置端がチップ分離溝４５を挟んで対向するように配置されている。光半導体チップ１ａの延伸配線パターン３である延伸配線４、５は、チップ分離溝４５を越えて光半導体チップ１ｂまで延伸している。光半導体チップ１ｂの延伸配線パターン３である延伸配線４、５は、チップ分離溝４５を越えて光半導体チップ１ａまで延伸している。光半導体チップ１ｂは光半導体チップ１ａを１８０°回転させた状態で半導体基板（ＩｎＰ基板６０）に形成されている。なお、図２０において、光半導体チップ１ａ、１ｂにおけるチップ分離溝４５に接していない外周は、図示しないスクライブライン４７（図５参照）が形成されている。光半導体チップ１ａ、１ｂの基本配置が、スクライブライン４７を介して半導体基板に複数配置されている。
【００４４】
実施の形態３の光半導体装置９０及び光モジュール１００の製造方法は、基本的に実施の形態１の光半導体装置９０及び光モジュール１００の製造方法と同じである。実施の形態３の光半導体装置９０及び光モジュール１００の製造方法は、パッシベーション層５１よりも下層に形成された光半導体チップ１の光素子である受光素子１０の構造が半導体レーザ６の構造と違うが、延伸配線パターン３を形成する方法は同じである。実施の形態１と異なる実施の形態３の光半導体装置９０及び光モジュール１００の製造方法の工程を説明する。受光素子１０は、半導体レーザ６と異なりレーザ後端面４６及び前端面の光学材料膜の被覆処理が不要である。したがって、光素子形成工程において、パッシベーション層形成工程、分離溝形成工程、表面電極露出工程を実行する。すなわち、実施の形態１の後端面反射膜形成工程は実行しない。光素子形成工程の後に、延伸配線パターン形成工程、チップ分離工程、高周波基板接続工程を実行する。すなわち、実施の形態１の前端面膜形成工程は実行しない。なお、集積光受光素子チップ１４ではチップ分離溝４５の側面に高反射膜４２を被覆することはないので、チップ分離溝４５の深さはチップ分離工程の際に延伸配線パターン３を破損させることなくチップ分離ができる深さであればよい。ダイシング装置によっては、チップ分離溝４５の代わりにスクライブライン４７を用いてもよい。この場合、分離溝形成工程が不要であり、光素子形成工程が短くできる。
【００４５】
実施の形態３の光半導体装置９０は、延伸配線パターン３が実施の形態１の構造と同じなので、実施の形態１の光半導体装置９０と同様の作用及び効果を奏する。実施の形態３の光モジュール１００は、延伸配線パターン３が実施の形態１の構造と同じなので、実施の形態１の光モジュール１００と同様の作用及び効果を奏する。実施の形態３の光半導体装置９０は、光半導体チップ１の表面電極（カソード電極６５ｂ、アノード電極６６のパッド部７２）に接続されると共に光半導体チップ１の外周よりも外側に延伸した延伸配線パターン３を備えているので、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。実施の形態３の光モジュール１００は、実施の形態３の光半導体装置９０を備えているので、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。
【００４６】
実施の形態４．
図２１は実施の形態４に係る光半導体装置及び光モジュールを示す図であり、図２２は実施の形態４に係る分離前の４つの光半導体チップと延伸配線パターンを示す図である。図２２は、実施の形態１の図５に相当する図である。実施の形態４の光半導体チップ１は、１つの半導体レーザ６が半導体基板（ＩｎＰ基板３０）に形成された半導体レーザチップ１１である。実施の形態４の光半導体装置９０は、光半導体チップ１が１つの半導体レーザ６のみが形成された半導体レーザチップ１１である点で、実施の形態１の光半導体装置９０と異なっている。実施の形態４の光モジュール１００は、光半導体チップ１が半導体レーザチップ１１である点で、実施の形態１の光モジュール１００と異なっている。実施の形態４の光半導体装置９０及び光モジュール１００の製造方法は、実施の形態１の光半導体装置９０及び光モジュール１００の製造方法と同じである。
【００４７】
光半導体チップ１の延伸配線パターン３である延伸配線４、５は、高周波基板２の金属配線２２、２３に熱圧着により接続されている。図２１では、高周波基板２に２つの金属配線２２、２３が配置されている例を示した。図２１では、延伸配線４、５の表面、すなわち高周波基板２の金属配線２２、２３の表面に対向する面と反対側の面に金ボール２４が形成されている例を示した。図２２では、分離前の４つの光半導体チップ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを示した。光半導体チップ１ｂは光半導体チップ１ａを１８０°回転させた状態で半導体基板（ＩｎＰ基板３０）に形成されている。光半導体チップ１ｃ、１ｄは、スクライブライン４７を挟んで光半導体チップ１ａ、１ｂを平行移動させた状態で形成されている。なお、図２２において、光半導体チップ１ａにおけるチップ分離溝４５及び光半導体チップ１ｃを分離しているスクライブライン４７に接していない外周にも、図示しないスクライブライン４７が形成されている。同様に、光半導体チップ１ｂ、１ｃ、１ｄにおけるチップ分離溝４５及び隣接する他の光半導体チップ１を分離しているスクライブライン４７に接していない外周にも、図示しないスクライブライン４７が形成されている。光半導体チップ１ａ、１ｂの基本配置が、スクライブライン４７を介して半導体基板に複数配置されている。
【００４８】
実施の形態４の光半導体装置９０は、延伸配線パターン３が実施の形態１の構造と同じなので、実施の形態１の光半導体装置９０と同様の作用及び効果を奏する。実施の形態４の光モジュール１００は、延伸配線パターン３が実施の形態１の構造と同じなので、実施の形態１の光モジュール１００と同様の作用及び効果を奏する。実施の形態４の光半導体装置９０は、光半導体チップ１の表面電極（カソード電極３８、アノード電極３９ｂ）に接続されると共に光半導体チップ１の外周よりも外側に延伸した延伸配線パターン３を備えているので、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。実施の形態４の光モジュール１００は、実施の形態４の光半導体装置９０を備えているので、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。
【００４９】
実施の形態５．
図２３は実施の形態５に係る光半導体装置及び光モジュールを示す図であり、図２４は実施の形態５に係る分離前の４つの光半導体チップと延伸配線パターンを示す図である。図２４は、実施の形態１の図５及び実施の形態３の図２０に相当する図である。実施の形態５の光半導体チップ１は、１つの受光素子１０が半導体基板（ＩｎＰ基板６０）に形成された光受光素子チップ１３である。実施の形態５の光半導体装置９０は、光半導体チップ１が１つの受光素子１０のみが形成された光受光素子チップ１３である点で、実施の形態３の光半導体装置９０と異なっている。実施の形態５の光モジュール１００は、光半導体チップ１が光受光素子チップ１３である点で、実施の形態３の光モジュール１００と異なっている。実施の形態５の光半導体装置９０及び光モジュール１００の製造方法は、実施の形態３の光半導体装置９０及び光モジュール１００の製造方法と同じである。
【００５０】
光半導体チップ１の延伸配線パターン３である延伸配線４、５は、高周波基板２の金属配線２２、２３に熱圧着により接続されている。図２３では、高周波基板２に２つの金属配線２２、２３が配置されている例を示した。図２３では、延伸配線４、５の表面、すなわち高周波基板２の金属配線２２、２３の表面に対向する面と反対側の面に金ボール２４が形成されていない例を示した。図２４では、分離前の４つの光半導体チップ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを示した。光半導体チップ１ｂは光半導体チップ１ａを１８０°回転させた状態で半導体基板（ＩｎＰ基板６０）に形成されている。光半導体チップ１ｃ、１ｄは、スクライブライン４７を挟んで光半導体チップ１ａ、１ｂを平行移動させた状態で形成されている。なお、図２４において、光半導体チップ１ａにおけるチップ分離溝４５及び光半導体チップ１ｃを分離しているスクライブライン４７に接していない外周にも、図示しないスクライブライン４７が形成されている。同様に、光半導体チップ１ｂ、１ｃ、１ｄにおけるチップ分離溝４５及び隣接する他の光半導体チップ１を分離しているスクライブライン４７に接していない外周にも、図示しないスクライブライン４７が形成されている。光半導体チップ１ａ、１ｂの基本配置が、スクライブライン４７を介して半導体基板に複数配置されている。
【００５１】
実施の形態５の光半導体装置９０は、延伸配線パターン３が実施の形態３の構造と同じなので、実施の形態３の光半導体装置９０と同様の作用及び効果を奏する。実施の形態５の光モジュール１００は、延伸配線パターン３が実施の形態３の構造と同じなので、実施の形態３の光モジュール１００と同様の作用及び効果を奏する。実施の形態５の光半導体装置９０は、光半導体チップ１の表面電極（カソード電極６５ｂ、アノード電極６６のパッド部７２）に接続されると共に光半導体チップ１の外周よりも外側に延伸した延伸配線パターン３を備えているので、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。実施の形態５の光モジュール１００は、実施の形態５の光半導体装置９０を備えているので、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板２に接続できる。
【００５２】
なお、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００５３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ…光半導体チップ、２…高周波基板、３…延伸配線パターン、４…延伸配線（第一延伸配線）、５…延伸配線（第二延伸配線）、６…半導体レーザ、７…導波路、８…スポットサイズコンバータ、１０…受光素子、３０…ＩｎＰ基板（半導体基板）、３８…カソード電極（第一電極）、３９ｂ…アノード電極（第二電極）、４２…高反射膜、４５…チップ分離溝、４６…レーザ後端面、５１…パッシベーション層、５３…第一金属層、５４…第二金属層、６０…ＩｎＰ基板（半導体基板）、６５ｂ…カソード電極（第一電極）、６６…アノード電極（第二電極）、９０、９０ａ、９０ｂ…光半導体装置、１００…光モジュール
【図１】
2020095355.tif 000003
【図２】
2020095355.tif 000004
【図３】
2020095355.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年1月15日(2021.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に少なくとも１つの光素子が形成された光半導体チップと、前記光素子の第一電極及び第二電極に接続されると共に前記光半導体チップの外側に延伸した延伸配線パターンと、を備えた光半導体装置を製造する光半導体装置の製造方法であって、
前記光半導体チップの表面側に前記第一電極及び前記第二電極が配置された前記光素子を形成すると共に、前記第一電極の一部及び前記第二電極の一部を露出する開口が形成されたパッシベーション層を形成する光素子形成工程と、
前記パッシベーション層の表面に又は前記パッシベーション層の表面から離れた位置に前記光半導体チップの外側に延伸した前記延伸配線パターンを形成する延伸配線パターン形成工程と、を含み、
前記延伸配線パターンは、前記光半導体チップの一端側のみから外側に延伸しており、
前記光素子形成工程において、前記光半導体チップが形成されるチップ領域が前記半導体基板に複数配置されており、
隣接する少なくとも２つの前記チップ領域には、前記延伸配線パターンが外側に延伸している前記光半導体チップの一端である延伸配線配置端が互いに対向するように前記光素子が形成されている、光半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体基板に少なくとも１つの光素子が形成された光半導体チップと、前記光素子の第一電極及び第二電極に接続されると共に前記光半導体チップの外側に延伸した延伸配線パターンと、を備えた光半導体装置を製造する光半導体装置の製造方法であって、
前記光半導体チップの表面側に前記第一電極及び前記第二電極が配置された前記光素子を形成すると共に、前記第一電極の一部及び前記第二電極の一部を露出する開口が形成されたパッシベーション層を形成する光素子形成工程と、
前記パッシベーション層の表面に又は前記パッシベーション層の表面から離れた位置に前記光半導体チップの外側に延伸した前記延伸配線パターンを形成する延伸配線パターン形成工程と、を含み、
前記延伸配線パターン形成工程は、前記第一電極及び前記第二電極に接続された第一金属層を形成する第一金属層形成工程と、
前記第一金属層形成工程にて形成された前記第一金属層を給電層としてめっきすることにより、前記第一金属層の表面に第二金属層を形成する第二金属層形成工程と、を含み、
前記延伸配線パターンは、前記光半導体チップの一端側のみから外側に延伸しており、
前記光素子形成工程において、前記光半導体チップが形成されるチップ領域が前記半導体基板に複数配置されており、
隣接する少なくとも２つの前記チップ領域には、前記延伸配線パターンが外側に延伸している前記光半導体チップの一端である延伸配線配置端が互いに対向するように前記光素子が形成されている、光半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記光素子形成工程は、前記延伸配線配置端が隣接する前記チップ領域の間にドライエッチングによりチップ分離溝を形成する分離溝形成工程を含む、請求項１または２に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記延伸配線パターン形成工程において、一方のチップ領域に形成された前記光半導体チップの前記延伸配線パターンは、隣接する他のチップ領域に形成された前記光半導体チップに前記チップ分離溝を越えて延伸して形成されている、請求項３記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記光半導体チップは、前記光素子として半導体レーザが形成されており、
前記半導体レーザのレーザ光が出射される側と反対の後端面は、前記分離溝形成工程にて形成された前記チップ分離溝の側面であり、
前記光素子形成工程は、前記分離溝形成工程の後に、前記半導体レーザの前記後端面に前記レーザ光を反射する反射膜を被覆する後端面反射膜形成工程を含む、請求項３または４に記載の光半導体装置の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本願明細書に開示される一例の光半導体装置の製造方法は、半導体基板に少なくとも１つの光素子が形成された光半導体チップと、光素子の第一電極及び第二電極に接続されると共に光半導体チップの外側に延伸した延伸配線パターンと、を備えた光半導体装置を製造する光半導体装置の製造方法である。光半導体チップの表面側に第一電極及び第二電極が配置された光素子を形成すると共に、第一電極の一部及び第二電極の一部を露出する開口が形成されたパッシベーション層を形成する光素子形成工程と、パッシベーション層の表面に又はパッシベーション層の表面から離れた位置に光半導体チップの外側に延伸した延伸配線パターンを形成する延伸配線パターン形成工程と、を含む。延伸配線パターンは、光半導体チップの一端側のみから外側に延伸しており、光素子形成工程において、光半導体チップが形成されるチップ領域が半導体基板に複数配置されており、隣接する少なくとも２つのチップ領域には、延伸配線パターンが外側に延伸している光半導体チップの一端である延伸配線配置端が互いに対向するように光素子が形成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本願明細書に開示される一例の光半導体装置の製造方法は、光素子形成工程において、延伸配線パターンが外側に延伸している光半導体チップの一端である延伸配線配置端が互いに対向するように光素子が隣接する少なくとも２つのチップ領域に形成されており、光素子の第一電極及び第二電極に接続されると共に光半導体チップの外側に延伸した延伸配線パターンを備えている光半導体装置を製造できるので、製造された光半導体装置は高周波基板に接続する際に、フリップチップ実装方式を用いることなく、ワイヤ接続よりも短い経路で高周波基板に接続できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
光半導体チップ１である集積半導体レーザチップ１５は、４つの半導体レーザ６と、各半導体レーザ６から出力された光信号を伝送する４つの導波路７と、４つの導波路７を結合し伝送された光信号のスポットサイズを変更する１つのスポットサイズコンバータ８と、を備えている。４つの半導体レーザ６は、直接変調分布帰還型レーザである。分布帰還型レーザは、周期的な屈折率変化を与える回折格子を用いて、単一の波長の光を選択して出射する。直接変調分布帰還型レーザは、回折格子を備えており、半導体レーザ６を駆動するドライバにより駆動電圧がオン及びオフすることでレーザ光が発振（出射）及び非発振（非出射）することで変調された単一の波長の光信号を出力する。半導体レーザ６は、ｐ型のＩｎＰ基板３０、ｐ型のクラッド層３１、回折格子を構成する回折格子層３２、活性層３３、電流ブロック層３４、ｎ型のクラッド層３５、コンタクト層３７、絶縁膜３６、ＩｎＰ基板３０の裏面に形成されたアノード電極３９ａ、絶縁膜３６の表面に形成されたアノード電極３９ｂ、コンタクト層３７の表面に形成されたカソード電極３８を備えている。アノード電極３９ａとアノード電極３９ｂとは接続されている。半導体レーザ６は、２つのレーザ分離溝４１によってメサストライプ４０が形成されている。４つの半導体レーザ６は回折格子層３２により、例えば１．３μｍ帯のレーザ光を出力する。集積半導体レーザチップ１５に形成された各半導体レーザ６が出力する波長は異なっており、集積半導体レーザチップ１５は４波長を多重して光信号を出力する。集積半導体レーザチップ１５の表面にはパッシベーション層５１が形成されているが、図２ではパッシベーション層５１を省略している。
【国際調査報告】
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