[发明专利]光学安装基板、光学模块、光发送接收装置、光发送接收系统以及光学安装基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及主要使用于光通信中的、进行光电信号转换的光学安装基板、光学模块、光接收发送装置、光通信系统以及光学安装基板的制造方法。

背景技术

为了迎合因特网进入一般家庭以及视频媒体的数字化发展，千兆比特级的高速通信基本设施逐渐变得重要起来。作为这样的高速通信的基本设施，我们期待的是光通信系统。

然而，对于将这样的高速系统导入一般家庭等的用户的阻碍之一，是系统性能与费用这两方面。

一般地，光通信系统与无线电系统相比，通信速度高、通信质量好，而它的价格昂贵，故在普及上存在一定阻碍。

特别地，在作为一般家庭的设置的情况下，对于各家庭需要光电转换用的光学模块，而必须能以低成本提供上述光学模块。即，极为重要的是要确立以低成本提供具备作为光通信特长的高速性的光学模块的技术。

作为使用于实现千兆比特以上高速的光电转换的光学模块中的装置，提出了PLC平台(具备光通路的安装基板、PLC：Planar Lightwave Circuit，平面光波电路)(参照(株)ォプトロニクス社“光通信技术最新资料集2”中的P.59)。而且，通过原样地引用(参照)文献“光通信技术最新资料集2”中P.59的所有揭示，在此能够相一致。

图8是表示以往技术中形成PLC平台的光学安装基板的基本构造的图。

PLC部810由基板80的一部分(图8的基板80的右侧部分)与形成在其上部的石英类的光波导通路(上部包层81、纤芯82、下部包层83)形成，并且进行光信号的分支及合成。

在基板80的另一部分(图8的基板80的中央部分)上，即光学器件安装部820上，安装有激光器、光电二极管等的光学器件84，它们进行从光到电以及从电到光的信号转换。在基板80的剩余部分(图8的基板80的左侧部分)即电气布线部830是用于连接光学器件84与驱动电路，并传送GHz以上的高速的高频。

对于基板80的材料，采用硅的理由如下所述。

即，可以列举下述情况，(1)适于形成需要高温处理的光波导通路，(2)由于加工性良好，能够容易地加工光纤定位用的V沟，(3)由于热传导性良好，即使在以高功率驱动作为光学器件84的激光器以及半导体IC的情况下，也能够起到散热片的作用，能够抑制元件温度的上升。

如上所述，由于硅的散热效果良好，故能够将光学器件84直接安装在硅制的基板80上。

而另一方面，硅具有较大的介电损耗，使用于上述光学安装基板的高频带时，电气布线部830中的寄生电感、寄生电容会存在问题。

这样，为了尽量减少高频的介电损耗，如图8所示，在电气布线部830上以共面(coplanar)线路等的电气布线85形成电极，将高频损耗小的石英类玻璃86作为厚膜并且使之介于电气布线85与基板80之间。

又，为了使得光学器件84与PLC部分的高度一致，仅在该部分设置剖面为阶台(terrace)状的硅阶台87。

然而，对于这样的PLC平台，制造工序非常复杂而且成本较高。

即，在硅基板80上必须进行用于形成硅阶台87的光蚀刻、蚀刻。再者，必须要多次重复进行用于形成上部包层81、纤芯82、下部包层83的光蚀刻、蚀刻、堆积薄膜、高精度研磨等的工序。而且，由上部包层81、纤芯82、下部包层83构成光波导通路。

光波导通路的成本部分特别高。虽然通过利用火焰堆积法或CVD的膜形成以及利用光蚀刻、蚀刻的纤芯图案形成等的半导体工艺过程，制造成光波导通路，而由于芯片尺寸较大，即使大量生产，也不能够获得减少成本。

另一问题在于，极不容易连接光波导通路与光纤。

为了抑制在光纤与光波导通路的连接上产生的光损耗，在单模的情况下，必须要进行±1μm以下的位置调整、组装、固定。

作为其连接方法，存在下述2种方法。

一种方法是在如图8所示在硅基板80上形成光波导通路(上部包层81、纤芯82、下部包层83)的情况下，在光波导通路的端部(在图8中未图示)的硅部分上形成用于配置光纤的V沟。通过在该V沟中配置固定光纤，能够连接光纤与光波导通路。

然而，为了在硅基板80上形成V沟，必须进行光蚀刻与湿化腐蚀等工序，在成本上升的同时，还会产生蚀刻偏差，故在V沟形状精度上偏差较大，结果，连接光波导通路与光纤所产生的光损耗量也会参数离散。