JP2005317646A - レーザモジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子で生じる熱を効率よく放熱することができ、かつ、製造工程も簡素化されたレーザモジュール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】レーザモジュール１００は、発光素子２００と受光素子基板１０５とを備えている。受光素子基板１０５は、第１の基板１０１と、熱伝導率が高い第２の基板１０３と、両者間に挟まれた金属膜１０４とを有している。第１の基板１０１には、傾斜した側面を有する貫通孔である孔１２３と、受光部１２０と、回路部１２１とが形成されている。孔１２３の側面及び底壁は第２の絶縁膜１０６で覆われており、発光素子２００は、孔１２３の底壁における第２の絶縁膜１０６の上に搭載されている。孔１２３の側面における第２の絶縁膜１０６の上に、反射膜１０７が設けられている。発光素子２００から水平方向に出射されたレーザ光は、反射面１０８によって光軸に沿った方向に反射される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ光を用いて、光ディスクや光磁気ディスク等の光記憶媒体に記録されている情報の記録や読み出し等を行うための光情報処理用の光ヘッド装置に用いられるレーザモジュール及びその製造方法に関する。

近年、レーザ光等の発光素子を利用した光ディスク装置や光磁気ディスク装置による情報の記録・読み出し技術は近年めざましい進歩を遂げている。例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）においては、光ディスク上に情報を記録する装置の高速化が急速に進んでおり、また、情報をより高密度に光ディスク上に記録可能なＨＤ（High Definition）−ＤＶＤ用の装置の開発が進んでいる。

その中でも、レーザモジュールは、光ディスク装置や光磁気ディスク装置に搭載される光ピックアップの中核部品であり、その性能により装置の性能が左右される極めて重要な部品である。従来のレーザモジュールは、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている構造を有している。

以下、図１６および図１７を参照しながら、一般的なレーザモジュールの構成について説明する。図１６は、特許文献１に開示されている一般的な光ディスク装置又は光磁気ディスク装置の構造を概略的に示す断面図である。図１７は、特許文献２に開示されている、従来のレーザモジュールの構造を示す断面図である。

図１６に示すように、光ピックアップ１０５０は、主要部材として、レーザモジュール１００１と、ホログラム１０１０と、結像レンズ１０１１とを備えている。そして、光ピックアップ１０５０により、光ディスク１０１２の情報記録面に光を照射し、情報を書き込んだり、反射光から情報を読み出す。

図１７に示すように、レーザモジュール１００１は、半導体レーザ素子等の発光素子１００２と、受光部１００５や反射面１００４が形成されたシリコン基板１００３とを集積して構成されている。レーザモジュール１００１の発光素子１００２からシリコン基板１００３の主面にほぼ平行な方向に出射されたレーザ光は、反射面１００４で反射されて光軸にほぼ平行な方向に向かい、ホログラム１０１０を透過した後、結像レンズ１０１１によって光ディスク１０１２の所定の位置に集光される。光ディスク１０１２で反射されたレーザ光は、往路に沿った経路をたどりホログラム１０１０に到達した後、レーザ光の一部が回折光となり受光部１００５に導かれる。この受光部１００５に導かれた光は電気信号に変換され、所定の信号処理により光ディスク上の記録情報および位置情報が得られる。

ここで、光ディスク装置等に用いられる発光素子１００２は、レーザ光が水平方向（発光素子の主面に平行な方向）に出射されるため、発光素子１００２をシリコン基板１００３上に搭載する場合には、水平方向に出射されたレーザ光を光軸に平行な方向へ反射させるための反射面が必要となる。このため、従来のレーザモジュールにおいては、シリコン基板１００３を化学的にエッチングすることにより得られる（１１１）面の斜面が反射面として利用されている。また、受光部１００５は、半導体デバイスの製造プロセスを用いて、シリコン基板１００３に形成される。一般には、レーザモジュール１００１は、このように形成されたシリコン基板１００３の上に、発光素子１００２をその位置を調整しつつ搭載することにより、製造される。

また、最近では、光ディスクを高速で記録するためや高速で読み出しするために、レーザ光の光強度の増大要求が急速に高まっている。これに伴い、レーザ光を出射する発光素子の消費電力も急速に大きくなり、発光素子が大量の熱を発生させるようになってきた。

そこで、特許文献２には、この発光素子で発生した熱を効率的に放熱するために、シリコン基板に壁面が反射面である貫通孔を開口して、発光素子を熱伝導率の高い基板上に設置する技術が提案されている。具体的には、図１７に示すように、レーザモジュール１００１は、コム１００６と、コム１００６の上に搭載され、受光部１００５を有するシリコン基板１００３と、シリコン基板１００３の裏面上に形成され、シリコン基板１００３とコム１００６との間に介在する熱伝導率の高い熱伝導膜１００８と、シリコン基板１００３を貫通して熱伝導膜１００８に到達する、側壁が反射面１００４である孔１０２０と、孔１０２０の底壁となるコム１００４の熱伝導膜１００８の上にサブマウントチップ１００７を挟んで搭載された発光素子１００２とを備えている。ここで、孔１０２０の側壁には、エッチングによって鏡面である（１１１）面が現れるので、この側壁が反射面１００４となる。そして、発光素子１００２から水平方向に出射されたレーザ光は、反射面１００４で反射して、光軸に沿った方向に出射される。なお、発光素子１００２は、高さ方向の位置を合わせるために熱伝導膜１００８上にサブマウントチップ１００７を介して搭載されている。

このようなレーザモジュール１００１により、発光素子１００２をコム１００３の熱伝導膜１００８の上に搭載することができるので、発光素子１００２の熱を効率的に外部に放熱させることができ、レーザ光の光強度の増大要求に応えることができる。
特公平７−１１８０８７号公報 特開平９−６４４７８号公報

しかしながら、上述のような従来のレーザモジュールにおいては、以下のような課題を有している。

まず、第１に、上述のレーザモジュール１００１の製造方法が非常に難しい。具体的には、まず、受光部１００５が形成されるシリコン基板１００３としては、受光部の形成プロセス中の基板割れを防止するために、通常６００μｍ程度の厚みのものが用いられる。このような厚いシリコン基板１００３に、側壁が反射面１００４として利用可能な孔１０２０を形成するためには、ウエットエッチング等の化学的なエッチングで６００μｍ程度エッチングする必要がある。ところが、このように深くエッチングを行う場合、エッチングスピードを制御して反射面１００４の位置精度を高く保つことが難しく、また、反射面１００４を平坦に形成することが難しい。

さらに、従来技術においては、ＣＶＤ等により、シリコン基板１００３の裏面に、ダイヤモンドなどの熱伝導膜１００８を形成した後、熱伝導膜１００８のみ残して孔１０２０を形成し、この熱伝導膜１００８上に発光素子１００２を搭載する。通常、発光素子１００２を、サブマウント１００７を介して搭載する場合には、発光素子１００２、サブマウント１００７、熱伝導膜１００８のいずれかの接合面に接合用材料膜を形成し、発光素子１００２を接合用材料膜を介して熱伝導膜１００８上に設置した後、発光素子１００２を加圧、加熱することにより発光素子１００２と熱伝導膜１００８とを接合するという工程を経る。したがって、熱伝導膜１００８に十分な厚みがなければ加圧時に破れてしまうため、熱伝導膜１００８の厚みは少なくとも１００μｍ以上であることが必要である。ところが、従来技術のように、熱伝導膜１００８をＣＶＤ等で形成する場合、厚み１００μｍ程度の熱伝導膜１００８を形成するためには膨大な時間が必要である。しかも、熱伝導率に影響する結晶状態が安定した熱伝導膜１００８を得るためには、熱伝導膜１００８の材料もある程度限られるので、特許文献２においては、ダイヤモンド膜からなる熱伝導膜１００８を設けているが、このような膜を形成すること自体が非常に難しい。

本発明の目的は、受光部及び反射面を有する基板と発光素子とを組み合わせたレーザモジュールにおいて、簡単な製造方法を用いつつ、発光素子で発生する熱を効率的に放熱させることができるレーザモジュール及びその製造方法を提供することにある。

本発明のレーザモジュールは、第１の基板を第２の基板上に搭載するとともに、傾斜した側面を有する貫通孔を第１の基板に設け、貫通孔の側面上に絶縁膜を形成して、貫通孔の底壁上に発光素子を搭載し、さらに貫通孔の側面上の絶縁膜の上に反射膜を設けたものである。

これにより、発光素子で生じる熱を第２の基板に効率よく放熱することができ、かつ、製造工程も簡素化することが可能になる。

第２の基板は絶縁性材料によって構成されており、絶縁膜が貫通孔の底壁上には形成されていないことにより、特に放熱性が優れたレーザモジュールが得られる。

第１の基板と上記第２の基板との間に導体膜が介設されていることにより、導体膜と基板との混晶を用いて第１の基板と第２の基板を簡単に接合することができる。さらに導体膜は熱伝導率が高いため、発光素子および第１の基板で発生する熱を簡単に第２の基板に伝導させることができる。

第１の基板がシリコン基板であり、貫通孔の傾斜した側面はシリコン基板の（１１１）面であることにより、貫通孔の側面が平滑なテーパ状平面になり、反射膜の反射機能が向上する。

第１の基板がシリコン基板である場合、第２の基板は、熱伝導率が１７０（Ｗ／ｍ／Ｋ）より大きい材料により構成されていることにより、第２の基板の熱伝導率が第１の基板の熱伝導率よりも大きくなるので、発光素子の発熱を逃がす機能が向上する。

また、第１の基板がシリコン基板である場合、第２の基板は、線膨張係数が１．５×１０^-6（／Ｋ）以上で５．５×１０^-6（／Ｋ）以下の範囲に入る材料から構成されていることにより、両者が接合された後冷却された状態での反り量がフォトリソグラフィーを円滑に行いうる範囲に抑制される。

第１の基板がガリウム砒素基板であり、貫通孔の傾斜した側面はガリウム砒素基板の（１１１）面であることにより、貫通孔の側面が平滑なテーパ状平面になり、反射膜の反射機能が向上する。

第１の基板がガリウム砒素基板である場合、第２の基板は、熱伝導率が４５（Ｗ／ｍ／Ｋ）より大きい材料により構成されていることにより、第２の基板の熱伝導率が第１の基板の熱伝導率よりも大きくなるので、発光素子の発熱を逃がす機能が向上する。

また、第１の基板がガリウム砒素基板である場合、第２の基板は、線膨張係数が３．７×１０^-6（／Ｋ）以上で７．８×１０^-6（／Ｋ）以下の範囲に入る材料から構成されていることにより、両者が接合された後冷却された状態での反り量がフォトリソグラフィーを円滑に行いうる範囲に抑制される。

本発明のレーザモジュールの製造方法は、第１の基板の受光部が設けられた主面側にダミー基板を接続する工程と、第１の基板を裏面側から研磨して薄くする工程と、第１の基板の裏面側に、導体膜を挟んで第２の基板を接合する工程と、ダミー基板を除去する工程と、第１の基板に、側面が裏面から主面に向かって拡大するように傾斜した貫通孔を形成する工程とを含んでいる。

この方法により、発光素子を貫通孔の底壁に搭載してレーザモジュールを形成するための、受光素子基板を容易に形成することができる。

そして、貫通孔の底壁及び側面を覆う絶縁膜を形成する工程と、貫通孔の側面に反射膜を形成する工程と、貫通孔の底壁における絶縁膜の上に発光素子を搭載することにより、レーザモジュールが完成する。

第１の基板と第２の基板との接合方法としては、両者間に金属接合膜を挟む方法と、両者間に接着膜を挟む方法とがある。前者により強固な接合を得ることができ、後者によりダミー基板の除去が容易になる。

ダミー基板として下面側に凸部を有する透明基板を用いると、紫外線劣化型樹脂からなる接着膜を挟んで第１の基板とダミー基板とを接続することができる。

その場合、ダミー基板として下面側に凸部を有する透明基板を用い、透明基板の凸部と第１の基板との間に紫外線劣化型樹脂からなる接着膜を挟んで両者を接続しておいて、開口を有する導体膜を挟んで、凸部と導体膜の開口との位置を合わせることにより、貫通孔の底壁における絶縁体膜の下方に導体膜が存在しない構造が得られる。

本発明のレーザモジュール又はその製造方法によると、発光素子で生じる熱を第２の基板に効率よく放熱することができ、かつ、製造工程も簡素化されたレーザモジュールが得られる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレーザモジュール１００の構造を示す断面図である。本実施形態のレーザモジュール１００は、図１６に示すような光ピックアップ中に配置されるものである。

レーザモジュール１００は、発光素子２００と受光素子基板１０５とを備えており、コム１１０上に実装されている。発光素子２００は、例えばＧａＡｓやＧａＮなどを利用した半導体発光素子であり、水平方向にレーザ光を発光するように構成されている。受光素子基板１０５は、例えば厚みが１００μｍ程度のシリコン基板である第１の基板１０１と、例えば３００μｍ程度の厚みのシリコンよりも熱伝導率が高い第２の基板１０３と、第１の基板１０１と第２の基板１０３との間に挟まれた金属膜１０４（導体膜）とを有している。そして、第１の基板１０１には、第１の基板１０１の中央部付近を貫通して金属膜１０４に達する孔１２３と、ダイオードなどの受光素子が配置された受光部１２０と、増幅回路などが配置された回路部１２１とが形成されている。ただし、受光部１２０や回路部１２１は、必ずしも図１に示す断面に存在していなくてもよいが、便宜上、図１に現されている。金属膜１０４は、第１の基板１０１に設けられた受光部であるダイオードのソース電極（あるいはドレイン電極）として機能する。

次に、受光素子基板１０５の構造を詳細に説明する。第１の基板１０１上の受光部１２０と回路部１２１とは第１の絶縁膜１０２により覆われ、この第１の絶縁膜１０２と孔１２３の側面及び底壁とは第２の絶縁膜１０６で覆われている。そして、発光素子２００は、孔１２３の底壁を構成する第２の絶縁膜１０６の上に、バンプ１０９（導体部材）を介して搭載されている。

第１の基板１０１は、主面が（００１）面であるシリコン基板であり、孔１２３の側面は第１の基板１０１の（１１１）面である。そして、第２の絶縁膜１０６のうち孔１２３の側壁を構成する部分から第１の絶縁膜１０２上に位置する部分に跨って、誘電体多層膜等からなる反射膜１０７が設けられており、この反射膜１０７の表面により反射面１０８が構成されている。第２の絶縁膜１０６は、孔１２３の底壁において金属膜１０４を覆っており、発光素子２００と金属膜１０４とを電気的に絶縁している。第２の絶縁膜１０６は、例えば厚みが０．１〜３μｍ程度のＳｉＯ₂膜である。孔１２３の底壁において、第２の絶縁膜１０６上には、金などの導電性と高熱伝導性を有する材料からなるバンプ１０９が形成されており、発光素子２００はバンプ１０９上に実装されている。

以上の構造により、発光素子２００からほぼ水平方向に出射されたレーザ光は、反射面１０８によって光軸に沿った方向に反射されて、レーザモジュール１００の外部に出射される。レーザモジュール１００から出射されたレーザ光は、図１６に示すように、結像レンズによって、光ディスクの所定の位置に集光される。光ディスクからの反射光は、往路に沿った経路をたどり、ホログラム（図１６参照）で回折されて、第１の基板１０１の受光部１２０に導かれる。受光部１２０に入射したレーザ光は電気信号に変換され、電気信号は回路部１２１で演算、増幅された後、外部へ出力される。

図２は、受光部１２０および回路部１２１の構成例を示す電気回路図である。ダイオードからなる受光部１２０に入射したレーザ光は、光電流Ｉｐに変換され、光電流Ｉｐに応じた電圧信号Ｖｉｎが回路部１２１に入力する。回路部１２１は、増幅回路１２２と抵抗Ｒとを有しており、増幅回路１２２は、受光部１２０からの電圧信号と基準電圧Ｖｒｅｆとを受けて、その差電圧を増幅してなる出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。これにより、受光部１２０に入射したレーザ光は光電流Ｉｐとなり、回路部１２０により出力電圧Ｖｏｕｔ＝Ｖｒｅｆ＋Ｒ×Ｉｐとなり出力される。

発光素子２００は、レーザ光を発する際に大量のジュール熱を発生させるが、このジュール熱はバンプ１０９と第２の絶縁膜１０６と金属膜１０４を通過しすばやく第２の基板１０３に導かれコム１１０に伝わることにより放熱される。このとき、第２の絶縁膜１０６は熱伝導率０．５〜１．５程度のＳｉＯ₂膜で構成されているが、厚みが３μｍ以下と非常に薄いため放熱性が損なわれることはない。また、このとき増幅回路１２２において発生する熱も金属膜１０４と第２の基板１０３を通過し、すばやくコム１１０に放熱されて、発光素子２００に伝わることはない。このような構成により、発光素子２００で発生した熱を効率良く放熱することが可能となる。

なお、上記レーザモジュール１００の構成において、第１の基板１０１として用いられている（１００）シリコン基板においては、（１１１）面を用いて作成される反射面は、主面に対して約５４．７°傾いて形成される。したがって、主面に平行な方向に出射されたレーザ光がこの反射面で反射された場合、主面に垂直な方向に対して９．７°の傾きを有する。このため、レーザモジュール１００を光ピックアップに用いる場合、第１の基板１０１の主面を光軸に対して約９．７°傾けて使用する。

さらに、レーザモジュール１００から出射するレーザ光を、光軸に沿った方向に出射させるために、第１の基板１０１として、（１００）面に対して約９．７°傾いた主面を有する基板１０１を用いてもよい。これにより、反射面を光軸に直交する面に対して約４５°傾いた面にすることができるため、レーザモジュール１００から出射するレーザ光の方向を光軸にほぼ平行な方向にすることができる。

続いて、レーザモジュール１００の製造方法について説明する。図３（ａ）〜図５（ｄ）は、本実施形態のレーザモジュール１００の製造工程を示す断面図である。

まず、図３（ａ）に示す工程で、半導体製造プロセスを用いて、第１の基板１０１の主面側に、ダイオードを有する受光部１２０と、増幅回路を有する回路部１２１とを形成する。このとき、第１の基板１０１の厚みＤ１は６００μｍ程度である。

つづいて、図３（ｂ）に示す工程で、第１の基板１０１の主面上に、例えばＳｉＯ₂やＳｉ₃Ｎ₄等によって構成される第１の絶縁膜１０２を形成し、図３（ｃ）に示す工程で、第１の絶縁膜１０２上に厚みが例えば０．３μｍ程度のＡｕ膜で構成される金属接合膜１４０を形成する。

次に、図３（ｄ）に示す工程で、例えば厚みが６００μｍのシリコンであるダミー基板１５０を第１の基板１０１の金属接合膜１４０の上方に配置し、加熱・加圧する。このとき、ダミー基板１５０を例えば４００℃、１５０Ｎ程度で加熱・加圧することにより、図３（ｅ）に示すように、金属接合膜１４０のＡｕとダミー基板のシリコンとの共晶が形成されて、この金属接合膜１４０により、第１の基板１０１とダミー基板１５０が接合される。

次に、図３（ｆ）に示す工程で、第１の基板１０１の主面に対向する面、つまり裏面を研磨する。このとき、第１の基板１０１とダミー基板１５０の接合した基板の厚みＤ３を調整することにより、第１の基板１０１の厚みＤ４が例えば５０〜１００μｍ程度になるようにする。

次に、図３（ｇ）に示す工程で、第１の基板１０１の裏面側に、厚みが例えば０．３μｍ程度のＡｕ膜からなる金属膜１０４が上面に形成された、全体の厚みが例えば２００〜３００μｍである第２の基板１０３を配置する。

次に、図４（ａ）に示す工程で、両者間を加熱・加圧する。このとき、４００℃、１５０Ｎ程度で加熱・加圧を行なうことにより、金属接合膜１４０のＡｕと第１の基板のシリコンが共晶を形成するため、第１の基板１０１と第２の基板１０３とは強固に接合される。

次に、図４（ｂ）に示す工程で、ダミー基板１５０の接合面に対向する面を研磨する。このとき、ダミー基板１５０と第１の基板１０１と第２の基板１０３とを含む基板全体の厚みＤ５を調整して、ダミー基板１５０の厚みを例えば１０〜２０μｍとする。

次に、図４（ｃ）に示す工程で、ダミー基板１５０をエッチングにより除去する。これにより、研磨による第１の基板１０１上の受光部１２０等へのダメージを防止する。

次に、図４（ｄ）に示す工程で、金属接合膜１４０をエッチングにより除去し、図４（ｅ）に示す工程で、フォトリソグラフィーにより第１の絶縁膜１０２上にレジストマスク（図示せず）を形成した後、エッチングにより第１の絶縁膜１０２を、孔を形成するためのハードマスクとなる形状にパターニングする。

次に、図４（ｆ）に示す工程で、例えばＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液等のエッチング液を用いたウエットエッチングにより、第１の基板１０１に、第１の基板１０１を貫通して金属膜１０４に到達する孔１２３を形成する。このとき、金属膜１０４はエッチングストップ層として機能する。このエッチング方法は、例えば、文献「Electronic Journal 別冊 マイクロマシン／ＭＥＭＳ技術大全２００２、電子ジャーナル発行」に記載されている技術を用いると、エッチング液としてＫＯＨ溶液を用いた場合には、エッチング速度が０．５〜２．０μｍ／ｍｉｎであり、エッチング液としてＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）溶液を用いた場合には、エッチング速度が０．５〜１．２μｍ／ｍｉｎである。したがって、厚みが５０〜１００μｍの第１の基板１０１を貫通する孔１２３を数十分から１時間程度で形成することができる。

次に、図５（ａ）に示す工程で、第１の基板１０１の上面に、ＣＶＤ法等により、ＳｉＯ₂やＳｉ₃Ｎ₄等で構成される第２の絶縁膜１０６を形成し、図３（ｂ）に示す工程で、第２の絶縁膜１０６の上に、反射膜１０７を形成する。このとき、反射膜１０７は、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ等の金属膜や、ＳｉＯ、ＴｉＯ₂、ＭｇＦ₂等の多種の誘電体膜を積層してなる多層膜等によって構成されている。

次に、図５（ｃ）に示す工程で、フォトリソグラフィーとエッチングを用いて、反射膜１０７の不要な部分を除去する。これにより、受光素子基板１０５が形成される。

次に、図５（ｄ）に示す工程で、受光素子基板１０５の孔１２３の底壁を構成する第２の絶縁膜１０６の上に、例えばメッキ技術により、Ａｕ等の金属で構成されるバンプ１０９を形成し、バンプ１０９の上に発光素子２００を搭載してから、発光素子２００とバンプ１０９とを接合する。このとき、受光素子基板１０５を固定し、発光素子２００を受光素子基板１０５に対して加圧しながら受光素子基板１０５を加熱する。これにより、レーザモジュール１００が形成される。

図６は、図５（ｄ）に示す工程における発光素子２００及び受光素子基板１０５の構造を示す斜視図である。ただし、図６において、構造が理解しやすいように、金属膜や絶縁膜の図示は省略されている。

受光素子基板１０５の上面において、孔１２３を挟んだ領域には、受光部１２０、回路部１２１（図示せず）や、受光部１２０、回路部１２１中のトランジスタ、ダイオード等と外部との信号接続用の電極パッド１３０とが形成されている。Ａｕ膜からなるバンプ１０９は、孔１２３の底壁から側壁を経て第１の基板１０１（第２の絶縁膜１０６）の上面まで跨っていて、バンプ１０９は、発光素子の接地導体膜としても機能している。受光部１２０は、発光素子２００を挟む複数箇所に設けられて、信号の焦点補正などを行なう。レーザモジュール１００は、図示しないコムを有するパッケージに実装され、電極パッド１３０、バンプ１０９及び発光素子２００と、パッケージ中の配線との間を、図示しないワイヤにより接続することにより、外部機器に電気的に接続されている。

図７は、図６に示す受光素子基板１０５の上に発光素子２００を実装したレーザモジュール１００の構造を示す斜視図である。同図に示すように、レーザモジュール１００の発光素子２００から発光素子２００の主面に平行に出射されたレーザ光２３０は、反射膜１０８で反射されて、光軸に沿った方向に進むことになる。なお、図７に示すように、実際のレーザ光２３０をレーザモジュール１００から出射させる構造を形成した時点で、実際にレーザモジュール１００を駆動したり、レーザ光２３０の特性を検査することが可能となる。

本実施形態のレーザモジュール１００においては、発光素子２００は、第２の基板１０３の上に、バンプ１０９、薄い第２の絶縁膜１０６及び金属膜１０４を挟んで、設けられているので、発光素子２００で発生する熱を効率的に放熱することができる。このとき、薄い絶縁膜１０６の存在により、バンプ１０９と金属膜１０４との絶縁性が確保される。そして、ＳｉＯ₂などからなる第２の絶縁膜１０６は、ＣＶＤにより簡易・迅速に形成することができ、発光素子２００の搭載時における加熱・加圧に耐える厚みを有する第２の絶縁膜１０６を形成する時間も極めて短くて済む。そして、反射面１０８は、シリコン基板の（１１１）面を直接利用するのではなく、多層膜からなる反射膜１０７を利用しているので、高い反射率を確保することができる。反射膜１０７は、既存の技術を用いて容易に形成することができるので、受光部１２０が設けられた第１の基板１０１と発光素子２００とを組み合わせたレーザモジュール１００において、簡単に反射面１０８を形成することが可能であり、かつ発光素子２００で発生する熱を効率的に放熱させることができる。

また、本実施形態のレーザモジュール１００においては、発光素子２００を実装する第２の基板１０３の厚みが２００〜３００μｍであるため、発光素子２００を実装する際に第２の基板１０３が割れたり、亀裂を生じたりするおそれを防止することができる。

また、本実施形態の製造方法により、孔１２３を形成する際に、第１の基板１０１は厚みが５０〜１００μｍと薄くなっているので、エッチングにより、簡易、迅速に孔１２３を形成することができる。

なお、本実施形態において示された第１の基板１０１や第２の基板１５０の厚みは一例であり、上述の効果を発揮することができる厚みであれば、どのような厚みであってもよい。

また、本実施形態においては、第１の基板１０１としてシリコン基板を用いたが、第１の基板１０１を構成する材料は、シリコン基板に限られるものではなく、例えばガリウム砒素基板を用いてもよい。この場合は、反射面１０８はガリウム砒素基板の（１１１）面の上方に第２の絶縁膜１０６を挟んで設けられていればよく、第２の基板１０３として熱伝導率がガリウム砒素基板よりも大きいものを用いることにより、発光素子２００から発生する熱を効率的に放熱することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態のレーザモジュールは、第１の実施形態のレーザモジュール１００と構造は同じであるが、製造方法のみが異なるので、本実施形態においては、レーザモジュール１００の製造方法についてのみ説明する。図８（ａ）〜図９（ｇ）は、本実施形態のレーザモジュール１００の製造工程を示す断面図である。

まず、図８（ａ）に示す工程で、半導体製造プロセスを用いて、第１の基板１０１の主面側に、ダイオードを有する受光部１２０と、増幅回路を有する回路部１２１とを形成する。このとき、第１の基板１０１の厚みＤ１は６００μｍ程度である。

つづいて、図８（ｂ）に示す工程で、第１の基板１０１の主面上に、例えばＳｉＯ₂やＳｉ₃Ｎ₄等によって構成される第１の絶縁膜１０２を形成する。

次に、図８（ｃ）に示す工程で、例えばワックス等の接着膜３４０が形成されたダミー基板３５０を用意する。ダミー基板３５０は、例えば厚みが６００μｍのシリコン基板である。そして、ダミー基板３５０の接着膜３４０を第１の基板１０１の主面側に向けた状態で、ダミー基板３５０を第１の絶縁膜１０２の上方に配置する。

次に、図８（ｄ）に示す工程で、ダミー基板３５０を加熱・加圧することにより、ダミー基板３５０と第１の絶縁膜１０２とが一時的に接着される。このとき、接着膜３４０は熱により液体化されるが、加圧方向が垂直方向であるため、基板はずれ等の問題は発生しない。

次に、図８（ｅ）に示す工程で、第１の基板１０１の主面に対向する面、つまり裏面を研磨する。このとき、第１の基板１０１とダミー基板１５０とが接着されてなる基板全体の厚みＤ３を調整することにより、第１の基板１０１の厚みＤ４が例えば５０〜１００μｍ程度になるようにする。

次に、図８（ｆ）に示す工程で、第１の基板１０１の裏面側に、厚みが例えば０．３μｍ程度のＡｕ膜からなる金属膜１０４が上面に形成された、全体の厚みＴ２が例えば２００〜３００μｍである第２の基板１０３を配置する。

次に、図８（ｇ）に示す工程で、両者間を加熱・加圧する。このとき、加熱・加圧を行なうことにより、接着膜３４０は熱により液体化されるが、加圧方向が垂直方向であるため、基板はずれ等の問題は発生しない。

次に、図９（ａ）に示す工程で、ダミー基板３５０を加熱して、接着膜３４０を液体化させることにより、ダミー基板３４０を除去する。

次に、図９（ｂ）に示す工程で、フォトリソグラフィーにより第１の絶縁膜１０２上にレジストマスク（図示せず）を形成した後、エッチングにより、第１の絶縁膜１０２を孔を形成するためのハードマスクとなる形状にパターニングする。

次に、図９（ｃ）に示す工程で、例えばＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液等のエッチング液を用いたウエットエッチングにより、第１の基板１０１に、第１の基板１０１を貫通して金属膜１０４に到達する孔１２３を形成する。このとき、金属膜１０４はエッチングストップ層として機能する。エッチング液としてＫＯＨ溶液もしくはＴＭＡＨ溶液を用いることにより厚みが５０〜１００μｍの第１の基板１０１を貫通する孔１２３を数十分から１時間程度で形成することができる。

次に、図９（ｄ）に示す工程で、第１の基板１０１の上面に、ＣＶＤ法等により、ＳｉＯ₂やＳｉ₃Ｎ₄等で構成される第２の絶縁膜１０６を形成し、図９（ｅ）に示す工程で、第２の絶縁膜１０６の上に、反射膜１０７を形成する。このとき、反射膜１０７は、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ等の金属膜や、ＳｉＯ、ＴｉＯ₂、ＭｇＦ₂等の多種の誘電体膜を積層してなる多層膜等によって構成されている。

次に、図９（ｆ）に示す工程で、フォトリソグラフィーとエッチングを用いて、反射膜１０７の不要な部分を除去する。これにより、受光素子基板１０５が形成される。

次に、図９（ｇ）に示す工程で、受光素子基板１０５の孔１２３の底壁を構成する第２の絶縁膜１０６の上に、例えばメッキ技術により、Ａｕ等の金属で構成されるバンプ１０９を形成し、バンプ１０９の上に発光素子２００を搭載してから、発光素子２００とバンプ１０９とを接合する。このとき、受光素子基板１０５を固定し、発光素子２００を受光素子基板１０５に対して加圧しながら受光素子基板１０５を加熱する。これにより、レーザモジュール１００が形成される。

本実施形態のレーザモジュール１００においては、第１の実施形態のレーザモジュールとおなじ構成を有しているので、第１の実施形態と同様に、受光部１２０が設けられた第１の基板１０１と発光素子２００とを組み合わせたレーザモジュール１００において、簡単に反射面を製造することが可能であり、かつ発光素子２００で発生する熱を効率的に放熱させることができる。

また、本実施形態のレーザモジュール１００においても、発光素子２００を実装する第２の基板１０３の厚みが２００〜３００μｍであるため、発光素子２００を実装する際に第２の基板１０３が割れたり、亀裂を生じたりするおそれを防止することができる。

また、本実施形態の製造方法により、孔１２３を形成する際に、第１の基板１０１は厚みが５０〜１００μｍと薄くなっているので、エッチングにより、簡易、迅速に孔１２３を形成することができる。

さらに、本実施形態の製造方法により、第１の実施形態の製造方法における金属接合膜１４０に代えて、ワックス等の接着膜３４０を用いたことにより、ダミー基板３５０を第１の基板１０１から分離、除去することが容易となり、かつ、第１の実施形態のように、ダミー基板を研磨する工程を行なう必要がない。よって、製造工程の簡素化による製造コストの低減を図ることができる。

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係るレーザモジュール４００の構造を示す断面図である。本実施形態のレーザモジュール４００は、図１６に示すような光ピックアップ中に配置されるものである。

レーザモジュール４００は、発光素子２００と受光素子基板４０５とを備えており、コム１１０上に実装されている。発光素子２００は、例えばＧａＡｓやＧａＮなどを利用した半導体発光素子であり、水平方向にレーザ光を発光するように構成されている。受光素子基板４０５は、例えば厚みが１００μｍ程度のシリコン基板である第１の基板１０１と、例えば３００μｍ程度の厚みのシリコンよりも熱伝導率が高い第２の基板１０３と、第１の基板１０１と第２の基板１０３との間に挟まれた金属膜４０４とを有している。そして、第１の基板１０１には、第１の基板１０１及び金属膜４０４の中央部付近を貫通して第２の基板１０３に達する孔４２３と、ダイオードなどの受光素子が配置された受光部１２０と、増幅回路などが配置された回路部１２１とが形成されている。ただし、受光部１２０や回路部１２１は、必ずしも図１に示す断面に存在していなくてもよいが、便宜上、図１に現されている。

次に、受光素子基板４０５の構造を詳細に説明する。第１の基板１０１上の受光部１２０と回路部１２１とは第１の絶縁膜１０２により覆われ、この第１の絶縁膜１０２と孔４２３の側面及び底壁とは第２の絶縁膜４０６で覆われている。そして、発光素子２００は、孔４２３の底壁を構成する第２の絶縁膜４０６の上に、バンプ１０９を介して搭載されている。本実施形態では、第２の基板１０３を絶縁性材料（例えばＳｉＣ）によって構成することにより、第２の絶縁膜４０６の厚みを薄くしても、バンプ１０９とその周囲の部材との絶縁性は確保されている。

第１の基板１０１は、主面が（００１）面であるシリコン基板であり、孔４２３の側面は第１の基板１０１の（１１１）面である。そして、第２の絶縁膜４０６のうち孔４２３の側壁を構成する部分から第１の絶縁膜１０２上に位置する部分に跨って、誘電体多層膜等からなる反射膜４０７が設けられており、この反射膜４０７の表面により反射面４０８が構成されている。金属膜４０４にも孔４２３が形成されているので、第２の絶縁膜４０６は、孔４２３の底壁において第２の基板１０３と接触している。金属膜４０４を覆っており、発光素子２００と金属膜４０４とを電気的に絶縁している。第２の絶縁膜４０６は、例えば厚みが０．１〜３μｍ程度のＳｉＯ₂膜である。孔４２３の底壁において、第２の絶縁膜４０６上には、金などの導電性と高熱伝導性を有する材料からなるバンプ１０９が形成されており、発光素子２００はバンプ１０９上に実装されている。

以上の構造により、発光素子２００からほぼ水平方向に出射されたレーザ光は、反射面４０８によって光軸に沿った方向に反射されて、レーザモジュール４００の外部に出射される。レーザモジュール４００から出射されたレーザ光は、図１６に示すように、結像レンズによって、光ディスクの所定の位置に集光される。光ディスクからの反射光は、往路に沿った経路をたどり、ホログラム（図１６参照）で回折されて、第１の基板１０１の受光部１２０に導かれる。受光部１２０に入射したレーザ光は電気信号に変換され、電気信号は回路部１２１で演算、増幅された後、外部へ出力される。

本実施形態においても、受光部１２０および回路部１２１の構成は、第１の実施形態における図２に示す電気回路のとおりである。

本実施形態において、発光素子２００は、レーザ光を発する際に大量のジュール熱を発生させるが、このジュール熱はバンプ１０９と第２の絶縁膜４０６とを通過しすばやく第２の基板１０３に導かれコム１１０に伝わることにより放熱される。このとき、第２の絶縁膜４０６は熱伝導率０．５〜１．５程度のＳｉＯ₂膜で構成されているが、下地がＳｉＣやＳｉＣセラミックなどの絶縁性材料からなる第２の基板１０３であるので、第２の絶縁膜４０６の厚みを極めて薄くしても、バンプ１０９とその周囲の部材との間の絶縁性が損なわれることはない。したがって、第２の絶縁膜４０６の厚みを１μｍ以下と非常に薄くすることが可能になり、第１の実施形態と比べて、高い放熱性を発揮することができる。さらには、フォトリソグラフィーを用いて孔４２３の底壁における第２の絶縁膜４０６を除去し、直接バンプ１０９を絶縁材料からなる第２の基板１０３に形成してもよい。これによりさらに高い放熱性を発揮することができる。

なお、本実施形態においても、レーザモジュール４００の第１の基板１０１は（１００）シリコン基板であり、（１１１）面を用いて作成される反射面は、主面に対して約５４．７°傾いて形成される。したがって、主面に平行な方向に出射されたレーザ光がこの反射面で反射された場合、主面に垂直な方向に対して９．７°の傾きを有する。このため、レーザモジュール４００を光ピックアップに用いる場合、第１の基板１０１の主面を光軸に対して約９．７°傾けて使用する。

さらに、レーザモジュール４００から出射するレーザ光を、光軸に沿った方向に出射させるために、第１の基板１０１として、（１００）面に対して約９．７°傾いた主面を有する基板１０１を用いてもよい。これにより、反射面を光軸に直交する面に対して約４５°傾いた面にすることができるため、レーザモジュール４００から出射するレーザ光の方向を光軸にほぼ平行な方向にすることができる。

続いて、レーザモジュール４００の製造方法について説明する。図１１（ａ）〜図１２（ｇ）は、本実施形態のレーザモジュール４００の製造工程を示す断面図である。

まず、図１１（ａ）に示す工程で、半導体製造プロセスを用いて、第１の基板１０１の主面側に、ダイオードを有する受光部１２０と、増幅回路を有する回路部１２１とを形成する。このとき、第１の基板１０１の厚みＤ１は６００μｍ程度である。

つづいて、図１１（ｂ）に示す工程で、第１の基板１０１の主面上に、例えばＳｉＯ₂やＳｉ₃Ｎ₄等によって構成される第１の絶縁膜１０２を形成する。

次に、図１１（ｃ）に示す工程で、第１の基板１０１の上方に、透明基板４５０を配置する。透明基板４５０の下面には凸部が設けられており、凸部の下面には、紫外線劣化型樹脂からなる接着膜４４０が形成されている。

次に、図１１（ｄ）に示す工程で、透明基板４５０の接着膜４４０を第１の基板１０１に接着させる。

次に、図１１（ｅ）に示す工程で、第１の基板１０１の主面に対向する面、つまり裏面を研磨する。このとき、第１の基板１０１と透明基板４５０の接合した基板の厚みＦ３を調整することにより、第１の基板１０１の厚みＦ４が例えば５０〜１００μｍ程度になるようにする。

次に、図１１（ｆ）に示す工程で、第１の基板１０１の裏面側に、厚みが例えば０．３μｍ程度のＡｕ膜からなる金属膜４０４が上面に形成された、全体の厚みが例えば２００〜３００μｍである第２の基板１０３を配置する。金属膜４０４の一部には、開口が形成されている。ここで、金属膜４０４の開口の平面寸法は、透明基板４５０の下面の凸部の平面寸法とほぼ等しく設けられており、この工程では、透明基板４５０の上方からみて凸部と金属膜４０４の開口との位置合わせを行なう。

次に、図１１（ｇ）に示す工程で、両者間を加熱・加圧する。このとき、４００℃、１５０Ｎ程度で加熱・加圧を行なうことにより、接着膜４４０のＡｕと第１の基板のシリコンが共晶を形成するため、第１の基板１０１と第２の基板１０３とは強固に接合される。

次に、図１２（ａ）に示す工程で、透明基板４５０の上方から紫外線を照射することにより、接着膜４４０を劣化させて、透明基板４５０を除去する。

次に、図１２（ｂ）に示す工程で、フォトリソグラフィーにより第１の絶縁膜１０２上にレジストマスク（図示せず）を形成した後、エッチングにより第１の絶縁膜１０２を、孔を形成するためのハードマスクとなる形状にパターニングする。

次に、図１２（ｃ）に示す工程で、例えばＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液等のエッチング液を用いたウエットエッチングにより、第１の基板１０１に、第１の基板１０１を貫通して第２の基板１０３に到達する孔４２３を形成する。このとき、孔４２３の位置は金属膜４０４の開口にほぼ一致するように、あらかじめ位置合わせされている。さらにＫＯＨ溶液やＴＭＡＨ溶液などを用いて、厚みが５０〜１００μｍの第１の基板１０１を貫通する孔４２３を数十分から１時間程度で形成する。

次に、図１２（ｄ）に示す工程で、第１の基板１０１の上面に、ＣＶＤ法等により、ＳｉＯ₂やＳｉ₃Ｎ₄等で構成される第２の絶縁膜４０６を形成し、図１２（ｅ）に示す工程で、第２の絶縁膜４０６の上に、反射膜４０７を形成する。このとき、反射膜４０７は、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ等の金属膜や、ＳｉＯ、ＴｉＯ₂、ＭｇＦ₂等の多種の誘電体膜を積層してなる多層膜等によって構成されている。

次に、図１２（ｆ）に示す工程で、フォトリソグラフィーとエッチングを用いて、反射膜４０７の不要な部分を除去する。これにより、受光素子基板４０５が形成される。

次に、図１２（ｇ）に示す工程で、受光素子基板４０５の孔４２３の底壁を構成する第２の絶縁膜４０６の上に、例えばメッキ技術により、Ａｕ等の金属で構成されるバンプ１０９を形成し、バンプ１０９の上に発光素子２００を搭載してから、発光素子２００とバンプ１０９とを接合する。このとき、受光素子基板４０５を固定し、発光素子２００を受光素子基板４０５に対して加圧しながら受光素子基板４０５を加熱する。これにより、レーザモジュール４００が形成される。

本実施形態のレーザモジュールにより、第１の実施形態と同様に、受光部１２０が設けられた第１の基板１０１と発光素子２００とを組み合わせたレーザモジュール１００において、簡単に反射面４０８を形成することが可能であり、かつ発光素子２００で発生する熱を効率的に放熱させることができる。

特に、本実施形態においては、孔４２３の底壁において、第２の絶縁膜４０６の下方には金属膜４０４ではなく、絶縁性の第２の基板１０３が存在しているので、第２の絶縁膜４０６を薄くしても、発光素子２００の電極であるバンプ１０９とその周囲の部材との絶縁性が損なわれることはない。したがって、第２の絶縁膜１０３を薄くして高い放熱性を発揮しうる利点がある。

（各実施形態における第１の基板と第２の基板の材料の選択）
次に、上記各実施形態における第１の基板と第２の基板との材料の選択について説明する。

図１３は、第１の基板又は第２の基板として用いられる各種材料の熱伝導率と線膨張係数に加えて、各種材料のヤング率とポアソン比とを表にして示す図である。同図に示すように、上記各実施形態において第１の基板の材料として用いられているシリコン（Ｓｉ）の熱伝導率は１７０（Ｗ／ｍ／Ｋ）であり、線膨張係数は３．５×１０^-6（／Ｋ）である。また、上記各実施形態において第１の基板の材料として用いることができる旨を記載したガリウム砒素（ＧａＡｓ）の熱伝導率は４５（Ｗ／ｍ／Ｋ）であり、線膨張係数は５．９×１０^-6（／Ｋ）である。発光素子の放熱性を向上させるためには、第２の基板の熱伝導率はシリコンやガリウム砒素よりも大きいことが必要であり、例えばＣｕは熱伝導率が３９０（Ｗ／ｍ／Ｋ）であり、ＣＶＤで形成したダイヤモンドは熱伝導率が７００（Ｗ／ｍ／Ｋ）であり、これらの材料を第２の基板の材料として用いることにより、発光素子で発生する熱を効率よく放熱することが可能である。反面、これらの材料（Ｃｕ、ダイヤモンドなど）はＳｉやＧａＡｓと線膨張係数が大きく異なるため、各実施形態の製造工程において、第１の基板と第２の基板とを加熱・加圧により接合した後、室温に冷却すると内部応力が発生し、受光素子基板に反りが発生するおそれがある。反りの量は、線膨張係数だけでなく、ヤング率やポアソン比によって定まる。

図１４は、第１の基板１０１と第２の基板１０３とを接合した後、冷却したときの受光素子基板１０５（又は４０５）の状態を概念的に示す断面図である。ここで、基板中央部と端部との高さの差を反り量ｔとする。

図１５は、第１の基板としてシリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）を用いたときの、第２の基板の線膨張係数と受光素子基板の反り量ｔとの関係を計算した結果を示す図である。ここで、第１の基板と第２の基板の大きさは直径１５０ｍｍのウエハであり、第１の基板の厚みを１００μｍとし、第２の基板の厚みを３００μｍとし、両者のヤング率及びポアソン比の相違は無視している。また、接合条件としては、接合温度を４００℃とし、その後、室温（２５℃）に冷却したとする。

第１、第２、第３の実施形態における図４（ｅ）、図９（ｂ）、図１２（ｂ）に示す工程において、第１の絶縁膜の上にレジストを塗布しレジストマスクを形成するフォトリソグラフィー処理は、受光素子基板の反り量ｔが１ｍｍ以下であれば安定的に行うことが可能である。したがって、図１５から、第１の基板１０１がシリコンであるときは、第２の基板１０３の線膨張係数は１．５〜５．５×１０^-6（／Ｋ）であればよく、第１の基板１０１がガリウム砒素であるときは第２の基板１０３の線膨張係数は３．７〜７．８×１０^-6（／Ｋ）であればよいことになる。図１３、図１４に示される材料の中では、第２の基板として適した材料は、第１の基板がシリコン、ガリウム砒素のいずれであっても、ＡｌＮセラミック又はＳｉＣセラミックである。

本発明にかかるレーザモジュールは、発光素子と受光素子とを組み合わせたデバイスに有用であり、例えばＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ対応の光ディスク装置用のデバイスや光通信用のデバイスとして有用である。

第１の実施形態に係るレーザモジュールの構造を示す断面図である。 第１の実施形態のレーザモジュールの受光部および回路部の構成例を示す電気回路図である。 （ａ）〜（ｇ）は、第１の実施形態のレーザモジュールの製造工程のうち第２の基板を第１の基板の下方に配置するまでの工程を示す断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、第１の実施形態のレーザモジュールの製造工程のうち第２の基板と第１の基板とを接合してから孔を形成するまでの工程を示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態のレーザモジュールの製造工程のうち孔を形成してから発光素子を搭載するまでの工程を示す断面図である。 図５（ｄ）に示す工程における発光素子及び受光素子基板の構造を示す斜視図である。 図６に示す受光素子基板の上に発光素子を実装したレーザモジュールの構造を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｇ）は、第２の実施形態のレーザモジュールの製造工程のうち第２の基板と第１の基板とを接合するまでの工程を示す断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、第２の実施形態のレーザモジュールの製造工程のうちダミー基板を除去してから発光素子を搭載するまでの工程を示す断面図である。 第３の実施形態に係るレーザモジュールの構造を示す断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、第３の実施形態のレーザモジュールの製造工程のうち第２の基板と第１の基板とを接着するまでの工程を示す断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、第３の実施形態のレーザモジュールの製造工程のうち透明基板を除去してから発光素子を搭載するまでの工程を示す断面図である。 各実施形態において、第１の基板又は第２の基板として用いられる各種材料の熱伝導率と線膨張係数に加えて、各種材料のヤング率とポアソン比とを表にして示す図である。 第１の基板と第２の基板とを接合した後、冷却したときの受光素子基板の状態を概念的に示す断面図である。 第１の基板としてシリコン、ガリウム砒素を用いたときの、第２の基板の線膨張係数と受光素子基板の反り量ｔとの関係を計算した結果を示す図である。 特許文献１に開示されている一般的な光ディスク装置又は光磁気ディスク装置の構造を概略的に示す断面図である。 特許文献２に開示されている、従来のレーザモジュールの構造を示す断面図である。

符号の説明

１００ レーザモジュール
１０１ 第１の基板
１０２ 第１の絶縁膜
１０３ 第２の基板
１０４ 金属膜
１０５ 受光素子基板
１０６ 第２の絶縁膜
１０７ 反射膜
１０８ 反射面
１０９ バンプ
１１０ コム
１２０ 受光部
１２１ 回路部
１４０ 金属接合膜
１５０ ダミー基板
１２３ 孔
２００ 発光素子

Claims (21)

1. 側面が裏面から主面に向かって拡大するように傾斜した貫通孔と、主面側に設けられた受光部を有する第１の基板と、
   上記第１の基板の裏面側で上記第１の基板を支持する第２の基板と、
   上記貫通孔の側面の少なくとも一部を覆う絶縁膜と、
   上記貫通孔の底壁の上に搭載され、レーザ光を上記貫通孔の横方向に出射する発光素子と、
   上記貫通孔の側面における上記絶縁膜の上に形成され、上記発光素子から横方向に出射される光を上方に反射する機能を有する反射膜と
   を備えているレーザモジュール。
2. 請求項１記載のレーザモジュールにおいて、
   上記第２の基板は、絶縁性材料によって構成されている、レーザモジュール。
3. 請求項１又は２記載のレーザモジュールにおいて、
   上記絶縁膜は上記貫通孔の底壁をも覆っている、レーザモジュール。
4. 請求項２記載のレーザモジュールにおいて、
   上記絶縁膜は、上記貫通孔の底壁上には形成されていない、レーザモジュール。
5. 請求項３又は４記載のレーザモジュールにおいて、
   上記第１の基板と上記第２の基板との間には、導体膜が介設されており、
   上記導体膜は、上記貫通孔の底壁を構成している、レーザモジュール。
6. 請求項３又は４記載のレーザモジュールにおいて、
   上記第１の基板と上記第２の基板との間には、導体膜が介設されており、
   上記導体膜は、上記貫通孔の領域に開口を有している、レーザモジュール。
7. 請求項５又は６記載のレーザモジュールにおいて、
   上記導体膜は、金、アルミニウム、スズ及びこれらの合金から選ばれる材料によって構成されている、レーザモジュール。
8. 請求項１〜７のうちいずれか１つに記載のレーザモジュールにおいて、
   上記第１の基板がシリコン基板であり、
   上記貫通孔の傾斜した側面は、上記シリコン基板の（１１１）面である、レーザモジュール。
9. 請求項８記載のレーザモジュールにおいて、
   上記第２の基板は、熱伝導率が１７０（Ｗ／ｍ／Ｋ）より大きい材料により構成されている、レーザモジュール。
10. 請求項８又は９記載のレーザモジュールにおいて、
    上記第２の基板は、線膨張係数が１．５×１０^-6（／Ｋ）以上で５．５×１０^-6（／Ｋ）以下の範囲に入る材料から構成されている、レーザモジュール。
11. 請求項１〜７のうちいずれか１つに記載のレーザモジュールにおいて、
    上記第１の基板がガリウム砒素基板であり、
    上記貫通孔の傾斜した側面は、上記ガリウム砒素基板の（１１１）面である、レーザモジュール。
12. 請求項１１記載のレーザモジュールにおいて、
    上記第２の基板は、熱伝導率が４５（Ｗ／ｍ／Ｋ）より大きい材料により構成されている、レーザモジュール。
13. 請求項１１又は１２記載のレーザモジュールにおいて、
    上記第２の基板は、線膨張係数が３．７×１０^-6（／Ｋ）以上で７．８×１０^-6（／Ｋ）以下の範囲に入る材料から構成されている、レーザモジュール。
14. 請求項８〜１３のうちいずれか１つに記載のレーザモジュールにおいて、
    上記第２の基板は、窒化アルミセラミック又は炭化珪素セラミックによって構成されている、レーザモジュール。
15. 受光素子基板の上に発光素子を搭載してなるレーザモジュールの製造方法であって、
    第１の基板の受光部が設けられた主面側にダミー基板を接続する工程（ａ）と、
    上記ダミー基板が接続された状態で、上記第１の基板の裏面を研磨して、第１の基板の厚みを薄くする工程（ｂ）と、
    上記工程（ｂ）の後に、上記第１の基板の裏面側に導体膜を挟んで第２の基板を接合する工程（ｃ）と、
    上記工程（ｃ）の後に、上記ダミー基板を除去する工程（ｄ）と、
    上記工程（ｄ）の後に、上記第１の基板に、側面が裏面から主面に向かって拡大するように傾斜した貫通孔を形成する工程（ｅ）と
    を含むレーザモジュールの製造方法。
16. 請求項１５記載のレーザモジュールの製造方法において、
    上記工程（ｅ）の後に、上記貫通孔の側面の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成する工程（ｆ）と、
    貫通孔の側面に、反射膜を形成する工程（ｇ）と、
    上記貫通孔の底壁の上に、導体部材を介して発光素子を搭載する工程（ｈ）と
    をさらに含むレーザモジュールの製造方法。
17. 請求項１５又は１６記載のレーザモジュールの製造方法において、
    上記工程（ｂ）では、第１の基板と上記ダミー基板との間に金属接合膜を挟んで、上記第１の基板とダミー基板とを接続し、
    上記工程（ｄ）では、上記ダミー基板及び金属接合膜を研磨により除去する、レーザモジュールの製造方法。
18. 請求項１５又は１６記載のレーザモジュールの製造方法において、
    上記工程（ｂ）では、第１の基板と上記ダミー基板との間に樹脂からなる接着膜を挟んで、上記第１の基板とダミー基板とを接続し、
    上記工程（ｄ）では、上記接着膜を除去することにより、上記ダミー基板を除去する、レーザモジュールの製造方法。
19. 請求項１８記載のレーザモジュールの製造方法において、
    上記工程（ａ）では、上記ダミー基板として透明基板を用い、
    上記工程（ｂ）では、上記透明基板と上記第１の基板との間に紫外線劣化型樹脂からなる接着膜を挟んで、上記第１の基板とダミー基板とを接続し、
    上記工程（ｄ）では、上記透明基板の上方から紫外線を照射して上記接着膜を除去することにより、上記ダミー基板を除去する、レーザモジュールの製造方法。
20. 請求項１９記載のレーザモジュールの製造方法において、
    上記工程（ａ）では、上記ダミー基板として下面側に凸部を有する透明基板を用い、
    上記工程（ｂ）では、上記透明基板の凸部と上記第１の基板との間に紫外線劣化型樹脂からなる接着膜を挟んで、上記第１の基板とダミー基板とを接続し、
    上記工程（ｃ）では、開口を有する導体膜を挟んで、凸部と導体膜の開口部との位置を合わせて、上記第１の基板と第２の基板とを接合する、レーザモジュールの製造方法。
21. 請求項１５〜２０のうちいずれか１つに記載のレーザモジュールの製造方法において、
    上記工程（ａ）では、上記第１の基板としてシリコン基板を用い、
    上記工程（ｅ）では、上記傾斜した側面が上記シリコン基板の（１１１）面である貫通孔を形成する、レーザモジュールの製造方法。

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