JP3824089B2 - 光素子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の光素子は、
光学面を有する素子部と、
前記光学面を取り囲むように設けられた尖状部と、
少なくとも一部が前記光学面上に設けられた光学部材と、を含む。
本発明の光素子の製造方法は、
(a)光学面を有する素子部を形成し、
(b)前記光学面を取り囲むように尖状部を形成し、
(c)前記光学面に対して液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成し、
(d)前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成すること、を含む。
本発明の光モジュールは、前記面発光型発光素子と、光導波路とを含む。また、本発明の光伝達装置は前記光モジュールを含む。
1.光素子の構造
図1は、本発明を適用した一実施の形態に係る光素子100を模式的に示す断面図である。図2は、図1に示す光素子100を模式的に示す平面図である。なお、図1は、図2のA−A線における断面を示す図である。
本実施の形態の光素子100において、素子部140は半導体基板101上に設けられている。この素子部140は垂直共振器(以下「共振器」ともいう)であり、柱状部130を含むことができる。半導体基板101はn型GaAsからなる。
光学部材132は、所定波長の光を通過させる。この光学部材132は例えば、入射した光を集光、偏向、または分光する機能を有することができる。なお、ここで「通過」とは、光学部材132に入射した光が入射した後、この光学部材132から光が出射することをいい、光学部材132に入射した光がすべてこの光学部材132から出射する場合だけでなく、光学部材132に入射した光の一部のみがこの光学部材132から出射する場合を含む。
光学部材132はレンズとして機能することができる。この場合、尖状部124の先端124cにより円または楕円が構成され、光学部材132の断面は円または楕円であり、光学面108の中心と、尖状部124の先端124cにより構成される円または楕円の中心とが一致していることが望ましい。このことは、後述する実施形態における尖状部および光学部材にも同様に適用される。
光学部材132は、例えば熱または光等のエネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成される。具体的には、光学部材132は、光学面108に対して前記液体材料からなる液滴を吐出して、光学部材前駆体(後述する)を形成した後、該光学部材前駆体を硬化させることにより形成される。
尖状部124は光学面108を取り囲むように設けられており、尖状部124の第1表面124aが開口部122の側壁を構成している。本実施の形態の光素子100においては、尖状部124は柱状部130の上面130aを取り囲むように設けられている。また、光学面108は開口部122の底面の一部を構成している。さらに、光学部材132は、その一部が開口部122内に設けられている。
次に、図1および図2に示す光素子100の製造方法について、図3〜図10を参照して説明する。図3〜図10はそれぞれ、図1および図2に示す光素子100の一製造工程を模式的に示す断面図であり、図1に示す断面に対応する。
Epitaxy)法、あるいはLPE法(Liquid Phase Epitaxy)を用いることができる。
本実施の形態に係る光素子100およびその製造方法は、以下に示す特徴を有する。
1.光素子の構造
図11は、本発明を適用した一実施の形態に係る光素子200を模式的に示す断面図である。図12は、図11に示す光素子200を模式的に示す平面図である。なお、図11は、図12のA−A線における断面を示す図である。
次に、図11および図12に示す光素子200の製造方法について、図13〜図20を参照して説明する。図13〜図20はそれぞれ、図11および図12に示す光素子200の一製造工程を模式的に示す断面図であり、図13に示す断面に対応している。
本実施の形態の光素子200によれば、第1の実施の形態の光素子100と同様の特徴を有する。
本実施の形態の光素子200の尖状部の変形例を図22(a)および図22(b)に示す。なお、図22(a)および図22(b)においては、尖状部近傍のみを拡大して模式的に示し、光学部材の図示は省略する。図22(a)には尖状部424が、図22(b)には尖状部524が示されている。
1.光素子の構造
図23は、本発明を適用した一実施の形態に係る光素子300を模式的に示す断面図である。
本実施の形態の光素子300は、第1の実施の形態の光素子100と同様の工程にて形成することができる。具体的には、素子部140を形成し、第1および第2電極107および109を形成した後、尖状部324および光学部材332を形成することができる。
本実施の形態の光素子300によれば、第1の実施の形態の光素子と同様の特徴を有する。
図24は、本発明を適用した第4の実施の形態の光モジュールを模式的に示す図である。この光モジュール500は、第1の実施の形態の光素子100(図1および図2参照)と、半導体チップ20と、光ファイバ30とを含む。なお、本実施の形態の光モジュール500において、第1の実施の形態の光素子100のかわりに、第2の実施の形態の発光素子200または第3の実施の形態の光素子300を用いた場合でも、同様の作用および効果を奏することができる。このことは、後述する第5および第6の実施形態においても同様である。
光素子100は、光ファイバ30の端面30aから出射される光を吸収する。この光素子100は、光ファイバ30の端面30aとの相対的な位置が固定された状態となっている。具体的には、光素子100の光学面108が光ファイバ30の端面30aと対向している。
図25は、本発明を適用した第5の実施の形態の光伝達装置を示す図である。光伝達装置90は、コンピュータ、ディスプレイ、記憶装置、プリンタ等の電子機器92を相互に接続するものである。電子機器92は、情報通信機器であってもよい。光伝達装置90は、ケーブル94の両端にプラグ96が設けられたものであってもよい。ケーブル94は、光ファイバ30(図24参照)を含む。プラグ96は、光素子100および半導体チップ20を内蔵する。なお、光ファイバ30はケーブル94に内蔵され、光素子100および半導体チップ20はプラグ96に内蔵されているため、図25には図示されていない。光ファイバ30と光素子100との取り付け状態は、第4の実施の形態にて説明した通りである。
図26は、本発明を適用した第6の実施の形態の光伝達装置の使用形態を示す図である。光伝達装置90は、電子機器80間に接続されている。電子機器80として、液晶表示モニタまたはディジタル対応のCRT(金融、通信販売、医療、教育の分野で使用されることがある。)、液晶プロジェクタ、プラズマディスプレイパネル(PDP)、ディジタルTV、小売店のレジ(POS(Point of Sale Scanning)用)、ビデオ、チューナー、ゲーム装置、プリンタ等が挙げられる。
Claims (9)
- (a)光学面を有する素子部を形成し、
(b)前記光学面を取り囲むように、第1表面と、該第1表面とのなす角が鋭角である第2表面と、を含む尖状部を形成し、
(c)前記光学面に対して液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成し、
(d)前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成すること、を含み、
前記(c)において、前記光学部材の頂上部が前記尖状部の先端よりも高い位置にあるように、該光学部材を形成する、光素子の製造方法。 - 請求項1において、
前記(c)において、前記液滴の吐出は、インクジェット法により行なわれる、光素子の製造方法。 - 請求項1または2において、
前記(d)において、前記光学部材前駆体の硬化は、エネルギーの付加により行なわれる、光素子の製造方法。 - 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記(b)において、前記第1表面および前記光学面から開口部が構成されるように、前記尖状部を形成し、
前記(c)において、前記光学部材の少なくとも一部が前記開口部内に設けられるように、該光学部材を形成する、光素子の製造方法。 - 請求項4において、
前記素子部は柱状部を含み、
前記柱状部の上面は前記光学面を含み、
前記(b)において、前記柱状部を覆うように絶縁層を形成し、該絶縁層のうち前記柱状部の上面に前記開口部を形成することにより、前記尖状部を形成する、光素子の製造方法。 - 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記(b)において、前記尖状部の少なくとも一部を前記素子部と一体化して形成する、光素子の製造方法。 - 請求項6において、
前記素子部は前記柱状部を含み、
前記(b)において、前記柱状部をパターニングすることにより、前記尖状部を前記柱状部と一体化して形成する、光素子の製造方法。 - 請求項1ないし7のいずれかにおいて、
前記素子部は半導体基板上に設けられ、
前記光学面および前記尖状部は前記半導体基板の裏面に設けられ、
前記(b)において、前記半導体基板の裏面をパターニングすることにより、前記尖状部を形成する、光素子の製造方法。 - 請求項8において、
前記(b)において、前記尖状部を形成する際に、前記半導体基板の裏面をパターニングすることにより、凹部を形成する工程をさらに含み、
ここで、前記第1表面は前記凹部の側壁を構成し、前記光学面は前記凹部の底面を構成する、光素子の製造方法。
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