(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-19
(45)【発行日】2022-07-27
(54)【発明の名称】光デバイスおよび光送受信モジュール
(51)【国際特許分類】
G02B 6/124 20060101AFI20220720BHJP
G02B 6/12 20060101ALI20220720BHJP
G02B 6/42 20060101ALI20220720BHJP
G02F 1/01 20060101ALI20220720BHJP
【FI】
G02B6/124
G02B6/12 301
G02B6/12 361
G02B6/42
G02F1/01 C
(21)【出願番号】P 2018156557
(22)【出願日】2018-08-23
【審査請求日】2021-05-07
(73)【特許権者】
【識別番号】309015134
【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121083
【氏名又は名称】青木 宏義
(74)【代理人】
【識別番号】100138391
【氏名又は名称】天田 昌行
(74)【代理人】
【識別番号】100074099
【氏名又は名称】大菅 義之
(72)【発明者】
【氏名】杉山 昌樹
【審査官】井部 紗代子
(56)【参考文献】
【文献】特表2012-523014(JP,A)
【文献】特表2007-528129(JP,A)
【文献】国際公開第2017/085934(WO,A1)
【文献】米国特許出願公開第2013/0209020(US,A1)
【文献】特開平05-257105(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2010/0006784(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2017/0082799(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 6/12 - 6/14
G02B 6/26 - 6/27
G02B 6/30 - 6/34
G02B 6/42 - 6/43
G02F 1/00 - 1/125
G02F 1/21 - 7/00
JSTplus/JSTChina/JST7580(JDreamIII)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
矩形または平行四辺形の光ICチップ上に、
光デバイス回路と、
前記光デバイス回路に結合される第1の光導波路と、
前記光デバイス回路に電気的に接続されるパッドと、
グレーティングカプラと、
前記グレーティングカプラに結合される第2の光導波路と、を備え、
前記パッドは、前記光ICチップの第1の辺の近傍領域に形成され、
前記グレーティングカプラは、前記第1の辺の近傍ではない前記光ICチップ上の所定の領域に形成され、
前記第1の光導波路および前記第2の光導波路は、それぞれ前記光ICチップの
前記第1の辺まで形成されている
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項2】
前記グレーティングカプラは、前記第1の辺とは異なる前記光ICチップの第2の辺の近傍領域に形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。
【請求項3】
前記グレーティングカプラは、前記光ICチップのいずれの辺にも近接していない前記光ICチップ上の所定の領域に形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。
【請求項4】
矩形または平行四辺形の光ICチップ上に、
光受信器と、
前記光受信器に結合される第1の光導波路と、
光変調器と、
前記光変調器に結合される第2の光導波路と、
前記光変調器に結合される第3の光導波路と、
前記光変調器に電気的に接続されるパッドと、
第1のグレーティングカプラと、
第2のグレーティングカプラと、
第3のグレーティングカプラと、
前記第1のグレーティングカプラに結合される第4の光導波路と、
前記第2のグレーティングカプラに結合される第5の光導波路と、
前記第3のグレーティングカプラに結合される第6の光導波路と、を備え、
前記パッドは、前記光ICチップの第1の辺の近傍領域に形成され、
前記第1~第3のグレーティングカプラは、前記第1の辺の近傍ではない前記光ICチップ上の所定の領域に形成され、
前記第1~第6の光導波路は、それぞれ前記光ICチップの
前記第1の辺まで形成されている
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項5】
光デバイスと、
光源と、
前記光デバイスにおいて変調光信号を生成するためのデータ信号を生成し、前記光デバイスの受信光信号を表す電気信号を処理するデジタル信号処理器と、を備え、
前記光デバイスは、矩形または平行四辺形の光ICチップ上に、
光受信器と、
前記光受信器に結合される第1の光導波路と、
光変調器と、
前記光変調器に結合される第2の光導波路と、
前記光変調器に結合される第3の光導波路と、
前記光変調器に電気的に接続されるパッドと、
第1のグレーティングカプラと、
第2のグレーティングカプラと、
第3のグレーティングカプラと、
前記第1のグレーティングカプラに結合される第4の光導波路と、
前記第2のグレーティングカプラに結合される第5の光導波路と、
前記第3のグレーティングカプラに結合される第6の光導波路と、を備え、
前記パッドは、前記光ICチップの第1の辺の近傍領域に形成され、
前記第1~第3のグレーティングカプラは、前記第1の辺の近傍ではない前記光ICチップ上の所定の領域に形成され、
前記第1~第6の光導波路は、それぞれ前記光ICチップの
前記第1の辺まで形成され、
前記光デバイスの受信光信号は、前記第1の光導波路に入力され、
前記光源により生成される連続光は、前記第2の光導波路に導かれ、
前記光変調器により生成される変調光信号は、前記第3の光導波路を介して出力される
ことを特徴とする光送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光デバイスおよび光送受信モジュールに係わる。
【背景技術】
【0002】
図1は、光デバイスの一例を示す。この例では、光デバイスは、光受信器10および光変調器20を備える。そして、不図示の光源により生成される連続光LD_inが光デバイスに与えられる。
【0003】
光受信器10は、可変光減衰器(VOA)、モニタ受光器(mPD)、偏波ビームスプリッタ(PBS)、偏波回転器(PR)、90度光ハイブリッド回路、および受光部(PDXI、PDXQ、PDYI、PDYQ)を備える。そして、光受信器10は、連続光LD_inを利用してコヒーレント受信を行うことにより、受信光信号Rx_inを表す電界情報信号RF_outを生成する。なお、VOAの減衰量は、パッド1を介して与えられるパワー制御信号により制御される。mPDによりモニタされる光受信パワーを表すモニタ信号は、パッド2を介して出力される。
【0004】
光変調器20は、変調部(modXI、modXQ、modYI、modYQ)、可変光減衰器(VOA)、モニタ受光器(mPD)、偏波回転器(PR)、および偏波ビームコンバイナ(PBC)を備える。そして、光変調器20は、データ信号RF_inで連続光LD_inを変調して変調光信号Tx_outを生成する。なお、各偏波に対応する変調光信号の位相は、パッド3、4を介して与えられる位相制御信号により制御される。各偏波に対応するVOAの減衰量は、パッド5、6を介して与えられるパワー制御信号により制御される。mPDによりモニタされる各偏波に対応する光送信パワーを表すモニタ信号は、パッド7、8を介して出力される。
【0005】
光デバイスは、光ICチップ上に形成される。そして、光ICチップの試験を行うときには、チップの端部において各光導波路に対してそれぞれ光ファイバが調心される。具体的には、光信号Rx_inおよび連続光LD_inは、光ICチップの端面から光導波路に入力される。また、光変調器20により生成される光信号Tx_outは、光導波路を介して光ICチップの端面から出力される。加えて、各パッド1~8にDCプローブが接触される。具体的には、パッド1、3~6を介して電気信号が入力され、パッド2、7~8を介して電気信号が出力される。なお、光受信器10の試験においては、偏波ごとに受光感度、消光比などが測定される。光変調器20の試験においては、偏波ごとに挿入損失、消光比などが測定される。
【0006】
上述した試験方法は、ウエハから光ICチップを切り出した後、各光ICチップについて行われる。このとき、光ICチップ上に形成されている光導波路の端面にそれぞれ光ファイバを調心しなければならない。よって、光デバイスの試験に要する時間が長くなってしまう。
【0007】
図2は、光ICチップの一例を示す。
図2に示す光ICチップの試験は、ウエハから切り出される前にウエハ上で行われる。ここで、ウエハ上で光ICチップの試験を行うためには、ウエハの表面に光を照射することでその光を光受信器10および光変調器20に導く構成、および光変調器20により生成される変調光信号をウエハの表面から取得する構成が必要である。このため、
図2に示す例では、ウエハ上において、光デバイスの近傍にグレーティングカプラが形成されている。
【0008】
図2に示す例では、光デバイスを形成するためのデバイス領域の隣に、グレーティングカプラ31~33を形成するためのGC領域が設けられる。そして、光デバイスの試験時には、光信号Rx_inは、グレーティングカプラ31を介して光ICチップに入力され、光導波路を介して光受信器10に導かれる。連続光LD_inは、グレーティングカプラ32を介して光ICチップに入力され、光導波路および分岐カプラを介して光受信器10および光変調器20に導かれる。光変調器20により生成される光信号Tx_outは、光導波路を介してGC領域に導かれ、グレーティングカプラ33から放射される。このケースでは、光ICチップの試験時に、ウエハの表面に形成されるグレーティングカプラ31~33の近傍にそれぞれ対応する光ファイバが配置される。よって、ウエハから各光ICチップを切り出す前に、ウエハ上で光ICチップの試験を行うことが可能である。そして、試験終了後、ウエハから各光ICチップが切り出され、デバイス領域からGC領域が切り離される。
【0009】
なお、光デバイスまたは光ICチップを試験する方法については、例えば、特許文献1~2に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】米国特許9459177
【文献】WO2014/112077
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
図2に示す光ICチップの試験を効率的に行うためには、グレーティングカプラ31~33の近傍に配置される複数の光ファイバが光ファイバアレイにより実現されることが好ましい。ところが、
図2に示す光ICチップにおいては、グレーティングカプラ31~33およびパッド3~8が互いに近接して配置されている。このため、
図3に示すように、パッド3~8を介して電気信号を入力または出力するためのDCプローブと光ファイバアレイとが物理的に干渉してしまう。すなわち、光学系の試験および電気系の試験を同時に実施できないことがある。
【0012】
本発明の1つの側面に係わる目的は、ウエハから各光ICチップを切り出す前にウエハ上で光ICチップの試験を効率よく実施できる構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の1つの態様の光デバイスは、矩形または平行四辺形の光ICチップ上に、光デバイス回路と、前記光デバイス回路に結合される第1の光導波路と、前記光デバイス回路に電気的に接続されるパッドと、グレーティングカプラと、前記グレーティングカプラに結合される第2の光導波路と、を備える。前記パッドは、前記光ICチップの第1の辺の近傍領域に形成される。前記グレーティングカプラは、前記第1の辺の近傍ではない前記光ICチップ上の所定の領域に形成される。前記第1の光導波路および前記第2の光導波路は、前記光ICチップの端部まで形成されている。
【発明の効果】
【0014】
上述の態様によれば、ウエハから各光ICチップを切り出す前にウエハ上で光ICチップの試験を効率よく実施できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図4】複数の光ICチップが形成されるウエハの一例を示す図である。
【
図5】第1の実施形態に係わる光ICチップの一例を示す図である。
【
図6】グレーティングカプラによる放射の一例を示す図である。
【
図7】光ICチップの試験方法の一例を示す図である。
【
図8】第2の実施形態に係わる光ICチップの一例を示す図である。
【
図9】第3の実施形態に係わる光ICチップの一例を示す図である。
【
図10】第4の実施形態に係わる光ICチップの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図4は、複数の光ICチップが形成されるウエハの一例を示す。ウエハ50の表面領域には、複数の光ICチップが形成される。
図4に示す例では、ウエハ50上に24個の光ICチップが形成されている。
【0017】
各光ICチップは、この実施例では、光受信器および光変調器を含む光デバイス(すなわち、光トランシーバ)を構成する。したがって、ダイシングによりウエハ50から複数の光デバイスを得ることができる。ただし、各光ICチップの試験は、ウエハ50から各光ICチップを切り出す前にウエハ50上で行われる。
【0018】
<第1の実施形態>
図5は、本発明の第1の実施形態に係わる光ICチップの一例を示す。この実施例においては、光ICチップ100は、
図5に示すように、デバイス領域、GC領域、および折返し領域を備える。デバイス領域には、光デバイス回路が形成される。この実施例では、光デバイス回路は、光受信器10および光変調器20を含む。GC領域には、1または複数のグレーティングカプラが形成される。この実施例では、GC領域には、グレーティングカプラ31~33が形成されている。折返し領域には、光デバイス回路と各グレーティングカプラ31~33とを結合する光導波路の一部が形成される。
【0019】
以下に記載する実施例では、光ICチップ上に形成される光デバイス回路は、光受信器10および光変調器20を含むが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、光デバイス回路は、光受信器10または光変調器20の一方を備える構成であってもよい。
【0020】
デバイス領域には、光受信器10、光変調器20、光導波路11、21、22が形成される。光導波路11は、光受信器10の光入力ポートに結合される。光導波路21は、分岐カプラ101を介して光受信器10の入力ポートおよび光変調器20の光入力ポートに結合される。ただし、光受信器10がコヒーレント受信器でない場合には、光導波路21は、光変調器20の光入力ポートのみに結合されるようにしてもよい。光導波路22は、光変調器20の光出力ポートに結合される。
【0021】
光受信器10は、可変光減衰器(VOA)、モニタ受光器(mPD)、偏波ビームスプリッタ(PBS)、偏波回転器(PR)、90度光ハイブリッド回路(90°)、および受光部(PDXI、PDXQ、PDYI、PDYQ)を備える。そして、光受信器10には、光導波路11を介して光信号Rx_inが入力され、光導波路21および分岐カプラ101を介して連続光LD_inが入力される。
【0022】
可変光減衰器VOAは、パッド1を介して与えられるパワー制御信号に応じて、受信光信号Rx_inを減衰させる。モニタ受光器mPDは、可変光減衰器VOAの出力光のパワーをモニタする。モニタ受光器mPDにより得られるモニタ信号は、パッド2を介して出力される。偏波ビームスプリッタPBSは、入力光信号をX偏波光信号およびY偏波光信号に分離する。偏波回転器PRは、Y偏波光信号の偏波を90度だけ回転させる。各90度光ハイブリッド回路は、連続光LD_inを利用して、入力光信号からI(In-Phase)成分およびQ(Quadrature)成分を抽出する。受光部(PDXI、PDXQ、PDYI、PDYQ)は、入力光信号を電気信号に変換する。この結果、受信光信号Rx_inを表す電界情報信号RF_out(XI、XQ、YI、YQ)が生成される。
【0023】
光変調器20は、変調部(modXI、modXQ、modYI、modYQ)、可変光減衰器(VOA)、モニタ受光器(mPD)、偏波回転器(PR)、および偏波ビームコンバイナ(PBC)を備える。そして、光変調器20には、光導波路21および分岐カプラ101を介して連続光LD_inが入力される。また、光変調器20には、送信データを表す電気信号RF_inが与えられる。
【0024】
変調部(modXI、modXQ、modYI、modYQ)は、電気信号RF_inで連続光LD_inを変調して変調光信号XI、XQ、YI、YQを生成する。変調光信号XIおよびXQが合波され、変調光信号Xが生成される。このとき、パッド3を介して与えられる位相制御信号により変調光信号XIまたはXQの位相が制御される。同様に、変調光信号YIおよびYQが合波され、変調光信号Yが生成される。このとき、パッド4を介して与えられる位相制御信号により変調光信号YIまたはYQの位相が制御される。可変光減衰器VOAは、パッド5、6を介して与えられるパワー制御信号に応じて、変調光信号X、Yをそれぞれ減衰させる。
【0025】
モニタ受光器mPDは、それぞれ可変光減衰器VOAの出力光のパワーをモニタする。モニタ受光器mPDにより得られるモニタ信号は、パッド7、8を介して出力される。偏波回転器PRは、変調光信号Yの偏波を90度だけ回転させる。そして、偏波ビームコンバイナPBCは、変調光信号X、Yを合波して変調光信号Tx_outを生成する。変調光信号Tx_outは、光導波路22を介して出力される。
【0026】
GC領域には、グレーティングカプラ(GC)31~33が形成される。グレーティングカプラは、たとえば、導波路面にグレーティングを設けることにより形成される。そして、
図6に示すように、光導波路を介して伝搬する導波光がグレーティングカプラを通過するとき、その導波光の一部が基板に対して所定の方向に放射される。以下の記載では、導波光の一部がグレーティングカプラにより放射される方向を「回折放射方向」と呼ぶことがある。
【0027】
したがって、グレーティングカプラの近傍に光ファイバの端面を配置すれば、光導波路を介して伝搬する光を取得することができる。また、グレーティングカプラの近傍に光ファイバの端面を配置すれば、その光ファイバを介して光導波路に光を入射することができる。すなわち、グレーティングカプラは、光ICチップの表面で光ファイバと光導波路とを光学的に結合することができる。
【0028】
グレーティングカプラ31~33は、直線上に等間隔で配置されることが好ましい。また、グレーティングカプラ31~33は、回折放射方向が互いに同じになるよう形成されることが好ましい。この場合、複数の光ファイバを収容するファイバアレイをグレーティングカプラ31~33の近傍に配置することにより、複数の光ファイバをまとめて光ICチップに結合させることが可能となる。
【0029】
グレーティングカプラ31には、光導波路11が結合されている。よって、グレーティングカプラ31は、光導波路11を介して光受信器10に結合される。グレーティングカプラ32には、光導波路21が結合されている。よって、グレーティングカプラ32は、光導波路21を介して光変調器20(および、光受信器10)に結合される。グレーティングカプラ33には、光導波路22が結合されている。よって、グレーティングカプラ33は、光導波路22を介して光変調器20に結合される。
【0030】
ここで、光導波路11、21、22は、それぞれ折返し領域を通過する。具体的には、グレーティングカプラ31と光受信器10とを結合する光導波路11の一部は、折返し領域に形成される。グレーティングカプラ32と光変調器20とを結合する光導波路21の一部は、折返し領域に形成される。グレーティングカプラ33と光変調器20とを結合する光導波路22の一部は、折返し領域に形成される。
【0031】
図7は、光ICチップの試験方法の一例を示す。ここでは、
図5に示す光ICチップ100について試験が行われるものとする。また、光ICチップ100の試験は、ウエハから切り出される前にウエハ上で行われる。
【0032】
DCプローブ201は、光変調器20に位相制御信号を与えるための端子、光変調器20にパワー制御信号を与えるための端子、および光変調器20のモニタ信号を取得するための端子を含む。そして、これらの端子がパッド3~8に接触するように、DCプローブ201は配置される。
【0033】
DCプローブ202は、光受信器10にパワー制御信号を与えるための端子および光受信器10のモニタ信号を取得するための端子を含む。そして、これらの端子がパッド1、2に接触するように、DCプローブ202は配置される。RFプローブ203は、光受信器10により生成される電界情報信号RF_outを取得するための端子を含む。
【0034】
ファイバアレイ204は、光ICチップに光信号Rx_inを入力するための第1のファイバ、光ICチップに連続光LD_inを入力するための第2のファイバ、および光ICチップから出力される光信号Tx_outを伝搬する第3のファイバを含む。そして、第1~第3のファイバの端面がそれぞれグレーティングカプラ31~33に対向するように、ファイバアレイ204は配置される。なお、ファイバアレイ204は、グレーティングカプラ31~33に対して回折放射方向に配置される。また、ファイバアレイ204内に収容される第1~第3のファイバの間隔は、グレーティングカプラ31~33が配置されている間隔と実質的に同じである。
【0035】
ここで、第1の実施形態では、パッド3~8が形成される領域と、グレーティングカプラ31~33が形成される領域とが互いに離れている。具体的には、
図5に示すように、パッド3~8は、光ICチップ100のデバイス領域の上辺の近傍領域に形成される。これに対して、グレーティングカプラ31~33は、光ICチップ100のデバイス領域の上辺の近傍領域とは異なる光ICチップ100上の所定の領域に形成される。この実施例では、グレーティングカプラ31~33は、光ICチップ100のデバイス領域の左辺に隣接するGC領域に形成される。このため、DCプローブ201をパッド3~8に接触させ、ファイバアレイ204をグレーティングカプラ31~33の近傍に配置しても、DCプローブ201およびファイバアレイ204が物理的に干渉することはない。よって、光学系の試験および電気系の試験を同時に実施できるので、光ICチップ100の試験を効率よく実施できる。
【0036】
ウエハ上で各光ICチップの試験が終了した後、各チップはウエハから切り出される。このとき、
図5に示すように、GC領域および折返し領域は、デバイス領域から切り離される。この結果、光導波路11、21、22の先端は、それぞれチップの端部に位置することになる。
【0037】
<第2の実施形態>
図5に示す構成では、光ICチップ毎に、光デバイス回路を形成するためのデバイス領域の他に、グレーティングカプラを形成するためのGC領域および光導波路を形成するための折返し領域が必要である。このため、1枚のウエハ上に作成できる光ICチップの数が少なくなるおそれがある。第2の実施形態は、この課題を解決または緩和する。
【0038】
図8は、本発明の第2の実施形態に係わる光ICチップの一例を示す。光ICチップ100は、この実施例では、矩形である。ただし、光ICチップ100は、平行四辺形であってもよい。
【0039】
図8においては、ウエハ上に形成される多数の光ICチップ100のうち、ウエハの左上隅領域に互いに隣接して配置されている4個の光ICチップ100a~100dが描かれている。なお、光ICチップ100a、100bの上側に隣接して折返し領域が設けられている。また、光ICチップ100a、100cの左側に隣接してGC領域が設けられている。
【0040】
各光ICチップ100(100a~100d)の構成は、互いに実質的に同じである。すなわち、各光ICチップ100には、光受信器10、光変調器20、光導波路11、21、22、グレーティングカプラ31~33、パッド1~8が形成されている。なお、
図8において、光受信器10から出力される電界情報信号を伝搬する配線パターンおよび光変調器20に与えられるデータ信号を伝搬する配線パターンは省略されている。
【0041】
各光ICチップ100内に形成されるグレーティングカプラ31~33は、隣接チップ内に形成される光デバイス回路(ここでは、光受信器10および光変調器20)の試験のために使用される。具体的には、光ICチップ100a内に形成されるグレーティングカプラ31~33は、光ICチップ100b内に形成される光デバイス回路の試験のために使用される。また、光ICチップ100c内に形成されるグレーティングカプラ31~33は、光ICチップ100d内に形成される光デバイス回路の試験のために使用される。なお、ウエハ上で最も左側に配置される光ICチップ100(
図8では、光ICチップ100a、100c)の試験のために使用されるグレーティングカプラ31~33は、GC領域に形成される。
【0042】
各光ICチップ100内に形成されるグレーティングカプラ31~33と隣接チップ内に形成される光デバイス回路とを結合する光導波路11、21、22は、それぞれ他の光ICチップを通過する。例えば、光ICチップ100c内に形成されるグレーティングカプラ31~33と光ICチップ100d内に形成される光デバイス回路とを結合する光導波路11、21、22は、それぞれ光ICチップ100bを通過する。換言すれば、光ICチップ100c内に形成されるグレーティングカプラ31~33と光ICチップ100d内に形成される光デバイス回路とを結合する各光導波路11、21、22の一部は、それぞれ光ICチップ100b内に形成される。なお、ウエハ上で最も上側に配置される光ICチップ100a内に形成されるグレーティングカプラ31~33と光ICチップ100b内に形成される光デバイス回路とを結合する光導波路11、21、22は、それぞれ折返し領域を通過する。
【0043】
各光ICチップの試験を実施する際には、隣接チップに形成されているグレーティングカプラ31~33が使用される。たとえば、光ICチップ100bの試験を実施するときは、光ICチップ100aに形成されているグレーティングカプラ31~33が使用される。具体的には、光ICチップ100bの試験を実施するときには、光ICチップ100bのパッド3~8にDCプローブ201が接触され、光ICチップ100aに形成されているグレーティングカプラ31~33の近傍にファイバアレイ204が配置される。
【0044】
ウエハ上で各光ICチップの試験が終了した後、各チップはウエハから切り出される。また、ダイシングによりGC領域および折返し領域は廃棄される。ここで、各光ICチップに形成される光デバイス回路と対応するグレーティングカプラとを結合する光導波路の一部は、他の光ICチップ(または、折返し領域)に形成される。よって、ダイシングが行われると、光デバイス回路に結合される光導波路11、21、22の先端は、それぞれ光ICチップの端部に位置することになる。また、グレーティングカプラに結合される光導波路11、21、22の先端も、それぞれ光ICチップの端部に位置することになる。
【0045】
このように、第2の実施形態では、各光ICチップの試験のためのグレーティングカプラは、他の光ICチップ内に形成される。すなわち、グレーティングカプラ回路を形成するための専用の領域を光ICチップ毎に設ける必要はない。よって、第1の実施形態と比較すると、第2の実施形態によれば、1枚のウエハ上に作成できる光ICチップの数を多くできる。
【0046】
なお、光ICチップ上に光受信器および光変調器が実装される光デバイスにおいては、多くのケースにおいて、クロストークを抑制するために、光受信器と光変調器との間の間隔が所定の閾値間隔より大きく設計される。このため、このような光デバイスを構成する光ICチップにおいては、空きスペースが存在する。よって、この空きスペースを利用してグレーティングカプラを配置すれば、各光ICチップのサイズを大きくすることなく、各光ICチップ内に隣接チップのためのグレーティングカプラを形成できる。
【0047】
<第3の実施形態>
図8に示す構成では、各光ICチップ内の光デバイスの試験のために使用されるグレーティングカプラが他の光ICチップ内に形成される。これに対して、第3の実施形態においては、各光ICチップ内の光デバイスの試験のために使用されるグレーティングカプラは同じチップ内に形成される。
【0048】
図9は、本発明の第3の実施形態に係わる光ICチップの一例を示す。第3の実施形態においても、光ICチップ100は、矩形または平行四辺形である。
【0049】
図9においては、ウエハ上に形成される多数の光ICチップ100のうちの2個の光ICチップ100a、100bが描かれている。光ICチップ100aは、ウエハ上で最も上方に配置されている。光ICチップ100bは、光ICチップ100aの下側に隣接して配置されている。なお、最も上方に配置される光ICチップ100のさらに上側に隣接して折返し領域が形成されている。
【0050】
各光ICチップ100(100a~100b)の構成は、互いに実質的に同じである。すなわち、各光ICチップ100には、光受信器10、光変調器20、光導波路11、21、22、グレーティングカプラ31~33、パッド1~8が形成されている。なお、
図9において、光受信器10から出力される電界情報信号を伝搬する配線パターンおよび光変調器20に与えられるデータ信号を伝搬する配線パターンは省略されている。
【0051】
各光ICチップ100内に形成されるグレーティングカプラ31~33は、同じチップ内の光デバイス回路に結合される。例えば、光ICチップ100a内に形成されるグレーティングカプラ31、32、33は、それぞれ、光導波路11、21、22を介して、光ICチップ100a内に形成される光デバイス回路(光受信器10および光変調器20)に結合される。
【0052】
各光ICチップ100の光デバイス回路に結合される光導波路11、21、22は、それぞれ隣接チップを通過する。例えば、光ICチップ100bにおいて光デバイス回路とグレーティングカプラ31~33とを結合する光導波路11、21、22は、それぞれ光ICチップ100aを通過する。すなわち、光ICチップ100bにおいて光デバイス回路とグレーティングカプラ31~33とを結合する光導波路11、21、22の一部は、それぞれ光ICチップ100a内に形成される。ただし、ウエハ上で最も上方に配置されている光ICチップ100aの光導波路11、21、22は、それぞれ折返し領域を通過する。
【0053】
ウエハ上で各光ICチップの試験が終了した後、各チップはウエハから切り出される。また、折返し領域は廃棄される。ここで、各光ICチップに形成される光デバイス回路と対応するグレーティングカプラとを結合する光導波路の一部は、他の光ICチップ(または、折返し領域)に形成される。したがって、ダイシングが行われると、光デバイス回路に結合される光導波路11、21、22の先端は、それぞれ光ICチップの端部に位置することになる。また、グレーティングカプラに結合される光導波路11、21、22の先端も、それぞれ光ICチップの端部に位置することになる。
【0054】
このように、第3の実施形態においては、グレーティングカプラを形成するための専用の領域は不要である。したがって、1枚のウエハ上に作成できる光ICチップの数が多くなる。
【0055】
<第4の実施形態>
図9に示す構成では、光デバイスの試験のために使用されるグレーティングカプラ31~33は、各光ICチップ100の端部に形成されている。これに対して、第4の実施形態においては、各光ICチップ100上の端部でない領域にグレーティングカプラが形成される。
【0056】
図10は、本発明の第4の実施形態に係わる光ICチップの一例を示す。第4の実施形態においても、光ICチップ100は、矩形または平行四辺形である。なお、
図10においても、
図9に示す実施例と同様に、ウエハ上に形成される多数の光ICチップ100のうちの2個の光ICチップ100a、100bが描かれている。
【0057】
各光ICチップ100(100a~100b)の構成は、互いに実質的に同じである。すなわち、各光ICチップ100には、光受信器10、光変調器20、光導波路11、21、22、グレーティングカプラ31~33、パッド1~8が形成されている。なお、
図10において、光受信器10から出力される電界情報信号を伝搬する配線パターンおよび光変調器20に与えられるデータ信号を伝搬する配線パターンは省略されている。また、
図9に示す構成と
図10に示す構成とでは、グレーティングカプラ31~33の順番が異なっている。
【0058】
図9に示す第3の実施形態の光ICチップ100の構成および
図10に示す第4の実施形態の光ICチップ100の構成は、ほぼ同じである。ただし、第3の実施形態では、グレーティングカプラ31~33は、光ICチップ100の4つの辺のうちの1つ(
図9では、左側の辺)の近傍領域に配置されている。これに対して、第4の実施形態では、グレーティングカプラ31~33は、光ICチップ100のいずれの辺にも近接していない所定の領域に形成される。
図10に示す例では、グレーティングカプラ31~33は、光ICチップ100のほぼ中央領域に配置されている。
【0059】
グレーティングカプラ31、32、33は、それぞれ光導波路11、21、22を介して光デバイス回路(光受信器10および光変調器20)に結合されている。ここで、各光導波路11、21、22の一部は、隣接チップ内に形成される。例えば、光ICチップ100bにおいて光デバイス回路とグレーティングカプラ31~33とを結合する光導波路11、21、22の一部は、光ICチップ100a内に形成される。ただし、ウエハ上で最も上方に配置されている光ICチップ100aの光導波路11、21、22の一部は、折返し領域に形成される。
【0060】
ウエハ上で各光ICチップの試験が終了した後、各チップはウエハから切り出される。この結果、第3の実施形態と同様に、光デバイス回路(光受信器10および/または光変調器20)に結合される光導波路11、21、22の先端は、それぞれチップの端部に位置することになる。また、グレーティングカプラ31~33に結合される光導波路11、21、22の先端も、それぞれチップの端部に位置することになる。尚、折返し領域は、光ICチップ100から切り離される。よって、ウエハ上で最も上方に配置されている光ICチップ100aにおいても、各光導波路11、21、22の先端は、それぞれチップの端部に位置することになる。
【0061】
このように、第4の実施形態においても、第2または第3の実施形態と同様に、グレーティングカプラを形成するための専用の領域は不要である。よって、1枚のウエハ上に作成できる光ICチップの数が多くなる。
【0062】
<光モジュール>
図11は、本発明の実施形態に係わる光モジュールの一例を示す。光モジュール300は、光デバイス301、光源302、デジタル信号処理器(DSP)303を備える。
【0063】
光デバイス301は、
図5および
図8~
図10に示す光ICチップ100により実現される。すなわち、光デバイス301は、光受信器10、光変調器20、および光導波路11、21、22、パッド1~8を備える。光源302は、CW光を生成する。このCW光は、光導波路21に導かれる。光デバイス301の受信光信号(Rx_In)は、光導波路11に入力される。光変調器20により生成される変調光信号(Tx_Out)は、光導波路22を介して出力される。デジタル信号処理器303は、光デバイス301において変調光信号を生成するためのデータ信号を生成する。また、デジタル信号処理器303は、光デバイス301の受信光信号を表す電気信号を処理する。
【0064】
上述の実施例を含む実施形態に関し、さらに下記の付記を開示する。
(付記1)
矩形または平行四辺形の光ICチップ上に、
光デバイス回路と、
前記光デバイス回路に結合される第1の光導波路と、
前記光デバイス回路に電気的に接続されるパッドと、
グレーティングカプラと、
前記グレーティングカプラに結合される第2の光導波路と、を備え、
前記パッドは、前記光ICチップの第1の辺の近傍領域に形成され、
前記グレーティングカプラは、前記第1の辺の近傍ではない前記光ICチップ上の所定の領域に形成され、
前記第1の光導波路および前記第2の光導波路は、それぞれ前記光ICチップの端部まで形成されている
ことを特徴とする光デバイス。
(付記2)
前記グレーティングカプラは、前記第1の辺とは異なる前記光ICチップの第2の辺の近傍領域に形成される
ことを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記3)
前記グレーティングカプラは、前記光ICチップのいずれの辺にも近接していない前記光ICチップ上の所定の領域に形成される
ことを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記4)
前記光デバイス回路は、光変調器を構成し、
前記パッドは、前記光変調器により生成される光信号の位相を制御する信号が入力されるパッド、前記光変調器により生成される光信号のパワーを制御する信号が入力されるパッド、および前記光変調器により生成される光信号のパワー表す信号が出力されるパッドを含む
ことを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記5)
前記光デバイス回路は、光受信器および光変調器を構成し、
前記第1の光導波路は、入力光信号を前記光受信器に導く光導波路、入力連続光を前記光変調器に導く光導波路、および前記光変調器により生成される光信号を伝搬する光導波路を含む
ことを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記6)
矩形または平行四辺形の光ICチップ上に、
光受信器と、
前記光受信器に結合される第1の光導波路と、
光変調器と、
前記光変調器に結合される第2の光導波路と、
前記光変調器に結合される第3の光導波路と、
前記光変調器に電気的に接続されるパッドと、
第1のグレーティングカプラと、
第2のグレーティングカプラと、
第3のグレーティングカプラと、
前記第1のグレーティングカプラに結合される第4の光導波路と、
前記第2のグレーティングカプラに結合される第5の光導波路と、
前記第3のグレーティングカプラに結合される第6の光導波路と、を備え、
前記パッドは、前記光ICチップの第1の辺の近傍領域に形成され、
前記第1~第3のグレーティングカプラは、前記第1の辺の近傍ではない前記光ICチップ上の所定の領域に形成され、
前記第1~第6の光導波路は、それぞれ前記光ICチップの端部まで形成されている
ことを特徴とする光デバイス。
(付記7)
前記第1~第3のグレーティングカプラは、直線上に等間隔で配置されている
ことを特徴とする付記6に記載の光デバイス。
(付記8)
前記第1~第3のグレーティングカプラの回折放射方向は互いに同じである
ことを特徴とする付記6に記載の光デバイス。
(付記9)
第1の領域、前記第1の領域に隣接する第2の領域、および前記第1の領域に隣接する第3の領域を含む、矩形または平行四辺形の光ICチップであって、
前記第1の領域に形成される光デバイス回路と、
前記第1の領域内で前記第2の領域に隣接しない位置に形成される、前記光デバイス回路に電気的に接続されるパッドと、
前記第2の領域に形成されるグレーティングカプラと、
前記光デバイス回路と前記グレーティングカプラとを結合する光導波路と、を備え、
前記光導波路の一部は、前記第3の領域に形成される
ことを特徴とする光ICチップ。
(付記10)
複数の矩形または平行四辺形の光ICチップが形成されるウエハであって、
各光ICチップは、
光デバイス回路と、
前記光デバイス回路に電気的に接続されるパッドと、
グレーティングカプラと、を備え、
各光ICチップにおいて、
前記パッドは、当該光ICチップの第1の辺の近傍領域に形成され、
前記グレーティングカプラは、前記第1の辺の近傍ではない当該光ICチップ上の所定の領域に形成され、
第1の光ICチップに形成されるデバイス回路と前記第1の光ICチップに隣接する第2の光ICチップに形成されるグレーティングカプラとを結合する光導波路の一部は、前記第1の光ICチップに隣接する第3の光ICチップに形成される
ことを特徴とするウエハ。
(付記11)
複数の矩形または平行四辺形の光ICチップが形成されるウエハであって、
各光ICチップは、
光デバイス回路と、
前記光デバイス回路に電気的に接続されるパッドと、
グレーティングカプラと、
前記光デバイスと前記グレーティングカプラとを結合する光導波路と、を備え、
各光ICチップにおいて、
前記パッドは、当該光ICチップの第1の辺の近傍領域に形成され、
前記グレーティングカプラは、前記第1の辺の近傍ではない当該光ICチップ上の所定の領域に形成され、
第1の光ICチップに形成される前記光導波路の一部は、前記第1の光ICチップに隣接する第1の光ICチップに形成される
ことを特徴とするウエハ。
(付記12)
光デバイスと、
光源と、
前記光デバイスにおいて変調光信号を生成するためのデータ信号を生成し、前記光デバイスの受信光信号を表す電気信号を処理するデジタル信号処理器と、を備え、
前記光デバイスは、矩形または平行四辺形の光ICチップ上に、
光受信器と、
前記光受信器に結合される第1の光導波路と、
光変調器と、
前記光変調器に結合される第2の光導波路と、
前記光変調器に結合される第3の光導波路と、
前記光変調器に電気的に接続されるパッドと、
第1のグレーティングカプラと、
第2のグレーティングカプラと、
第3のグレーティングカプラと、
前記第1のグレーティングカプラに結合される第4の光導波路と、
前記第2のグレーティングカプラに結合される第5の光導波路と、
前記第3のグレーティングカプラに結合される第6の光導波路と、を備え、
前記パッドは、前記光ICチップの第1の辺の近傍領域に形成され、
前記第1~第3のグレーティングカプラは、前記第1の辺の近傍ではない前記光ICチップ上の所定の領域に形成され、
前記第1~第6の光導波路は、それぞれ前記光ICチップの端部まで形成され、
前記光デバイスの受信光信号は、前記第1の光導波路に入力され、
前記光源により生成される連続光は、前記第2の光導波路に導かれ、
前記光変調器により生成される変調光信号は、前記第3の光導波路を介して出力される
ことを特徴とする光送受信モジュール。
【符号の説明】
【0065】
1~8 パッド
10 光受信器
11、21、22 光導波路
20 光変調器
31~33 グレーティングカプラ(GC)
50 ウエハ
100(1a~1d) 光ICチップ
300 光モジュール
301 光デバイス
302 光源
303 デジタル信号処理器(DSP)