[發明專利]光集成設備

有效

• 申請號: 201280055252.3
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103931063A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 井出昌史;依田薰
• 申請（專利權）人: 西鐵城控股株式會社
• 主分類號: H01S5/022
• 分類號: H01S5/022;G02B6/122;G02F1/377
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 金玲

技術領域

本發明涉及一種作為激光光源被使用于各種各樣的裝置的、例如使用于光通信或小型投影儀的光集成設備，尤其涉及光學元件和電子元件被混合搭載于同一個基板上的光集成設備。

背景技術

以往，已知有激光元件等光學元件和IC等電子元件被混合搭載于同一基板上的模塊(例如，參照下述的專利文獻1)。專利文獻1中記載的模塊是光學元件和控制光學元件的電子元件被安裝在由硅等構成的基板上的模塊。在基板上形成有與光學元件光耦合并且將光導出至外部的光波導。

在專利文獻1中記載的模塊中，光學元件以及電子元件通過倒裝芯片安裝被安裝于基板。即，光學元件以及電子元件的下表面形成有凸塊，使凸塊與基板的電極等接觸，通過加壓加熱進行金屬接合以實施安裝。

又，已知有通過表面活性化接合法將激光元件等光學元件相對于基板接合的技術(例如，參照下述的專利文獻2)。表面活性化接合法是通過等離子體處理等去除覆蓋物質表面的氧化膜·污垢物等非活性層并使其活性化，使表面能量高的原子相互接觸，從而利用原子之間的黏著力以低溫進行接合的方法。

進一步地，已知有為了提高半導體裝置的集成度，用焊錫凸塊將半導體芯片層疊的層疊型半導體裝置(例如，參照專利文獻3)。在專利文獻3中記載的半導體裝置中，在各半導體芯片上形成有硅穿孔，利用該硅穿孔和焊錫凸塊，層疊的半導體芯片就被相互電連接。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1日本特開2007-72206號公報

專利文獻2日本特開2005-311298號公報

專利文獻3日本特開2010-56139號公報

發明內容

但是，在上述結構的集成設備中，由于為了得到高性能的集成設備，將由不同材料構成的功能元件搭載于基板，因此在形成了光波導的搭載基板上，會產生由受熱歷程引起的變形的累積。這樣一來，由于由變形的累積導致的光軸偏差等，就無法使搭載在基板上的光學元件和在基板上形成的光波導正確地光耦合。特別是，工序數隨著混合搭載的光學元件或電子元件的數量的增加而增加的話，則搭載基板的由受熱歷程導致的變形的累積就變多，就無法使搭載在基板上的光學元件和在基板上形成的光波導正確地光耦合。即，為了使光學元件和光波導正確地光耦合，需要以亞微米的精度對光學元件和光波導進行位置對準，進行這樣的位置對準是困難的。

如專利文獻1所記載的那樣，在通過倒裝芯片安裝對光學元件以及電子元件進行了安裝的情況下，由于光學元件、電子元件以及基板被加熱，因此會產生由于各構件的熱膨脹系數的差異，各構件相互產生的位置偏差的不好的狀況。

在對電子元件進行倒裝芯片安裝后，像專利文獻2所記載的那樣用表面活性化接合技術使光學元件接合的情況下，也會有如下的不好的狀況：由于在電子元件安裝時基板被高溫加熱，基板上會產生彎曲，對用表面活性化接合技術使光學元件接合時的位置精度產生了不好的影響。

在為了提高設備的集成度，像專利文獻3所記載的那樣使用焊錫凸塊對具有硅穿孔的各元件進行三維安裝的情況下，由于采用回流焊方式的焊錫工序等，各元件以及基板被高溫加熱，因此也會有同樣的不好的情況。如上所述，以往，高精度并且高集成度地對具有光學元件的設備進行安裝是困難的。

本發明的目的在于，提供一種能夠消除上述的不好的情況的光集成設備。

又，本發明的目的在于，提供一種能夠不對基板上搭載的部件高溫加熱、且能夠高精度并且高集成度地進行安裝的光集成設備。

光集成設備的特征在于，具有：基板；與第一元件光學地結合的光學元件；以及層疊于光學元件或第二元件的電子元件，光學元件采用表面活性化接合技術通過在基板上形成的由金屬材料構成的第一接合部與基板接合，電子元件采用表面活性化接合技術通過在光學元件或第二元件上形成的由金屬材料構成的第二接合部與光學元件或第二元件接合。

光集成設備優選為：第一元件是激光元件，光學元件是對激光元件的激光進行波長轉換并出射的波長轉換元件。

光集成設備優選為：電子元件是進行波長轉換元件的溫度控制的溫度控制用IC，溫度控制用IC采用表面活性化接合技術通過在波長轉換元件上形成的第二接合部與波長轉換元件接合。

光集成設備優選為：電子元件是進行電處理的第一IC，第二元件是進行其他電處理的第二IC，第一IC采用表面活性化接合技術通過在第二IC上形成的第二接合部與第二IC接合。