JP2006229189A - 光素子およびその製造方法、並びに、光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の良好な光素子およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る光素子１００は，発光部１４０および受光部のうちの少なくとも一方を有する光学部１４４と、光学部１４４のうちの少なくとも一部を、内部空間１２６を介して取り囲むシール部材１２４と、光学部１４４と電気的に接続された電極１０９と、シール部材１２４内に混入され、電極１０９と導電接続された導電部材１２２と、光学部１４４に設けられた光学面１０８と対向して配置された基板１６０と、基板１６０に形成され、導電部材１２２と導電接続された配線１６２と、を含み、光学面１０８は，光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光素子およびその製造方法、並びに、光モジュールおよびその製造方法に関する。

光モジュールでは、例えば、半導体光素子（例えば、半導体発光素子、半導体受光素子等）と、ステムを貫通したリード端子とが、ボンディングワイヤによって電気的に接続される（例えば、特開２００４−９５８２４号公報参照）。この場合、ボンディングの際に、素子に加える超音波、圧力、温度が、素子にダメージを与える場合がある。その結果、素子が破壊されたり、素子を長期にわたって使用した場合に素子が故障したりする場合がある。また、素子にダメージを与え難く、かつ安定したボンディング条件を求めることが困難な場合がある。

また、半導体光素子は、高湿度環境下で使用されると特性が変化する場合がある。例えば、前記公報には、半導体光素子を搭載する搭載部材と、レンズ保持部材とを融着して、半導体光素子を収容する内部空間の気密を確保することが記載されている。
特開２００４−９５８２４号公報

本発明の目的は、信頼性の良好な光素子およびその製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、前記光素子を含む光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。

本発明に係る光素子は、
発光部および受光部のうちの少なくとも一方を有する光学部と、
前記光学部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むシール部材と、
前記光学部と電気的に接続された電極と、
前記シール部材内に混入され、前記電極と導電接続された導電部材と、
前記光学部に設けられた光学面と対向して配置された基板と、
前記基板に形成され、前記導電部材と導電接続された配線と、を含み、
前記光学面は、光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方である。

この光素子によれば、良好な信頼性を有することができる。この理由は、以下の通りである。

前記光学部のうちの少なくとも一部の周囲には、前記内部空間が配置されている。前記内部空間は、前記シール部材により、気密状態になっている。これにより、前記シール部材の外側の外部空間から前記内部空間への気体（例えば空気など）の流れを遮断することができる。これにより、外部空間の湿度、温度等が前記内部空間、さらには前記光学部のうちの少なくとも一部へ与える影響を抑制することができる。従って、この光素子は、良好な信頼性を有することができる。

本発明に係る第２の光素子は、
発光部および受光部のうちの少なくとも一方を有する光学部と、
前記光学部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むシール部材と、
前記光学部と電気的に接続された複数の電極と、
前記シール部材内に混入され、各前記電極とそれぞれ導電接続された複数の導電部材と、
前記光学部に設けられた光学面と対向して配置された基板と、
前記基板に形成され、前記導電部材と導電接続された複数の配線と、を含み、
前記光学面は、光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方であり、
前記複数の電極と前記複数の配線とは、各前記導電部材によって相互に導電接続されている。

本発明に係る光素子において、
前記光学部は、他の基板の上方に形成されており、
前記配線は、前記導電部材の上方に形成されており、
前記基板は、前記配線の上方に形成されていることができる。

なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）は、他の特定のもの（以下「Ｂ」という）の「上方」に形成されている」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ｂ上に直接Ａが形成されているような場合と、Ｂ上に他のものを介してＡが形成されているような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。

本発明に係る光素子において、
前記導電部材は、前記電極と、前記配線との間のスペーサであることができる。

本発明に係る光素子において、
前記導電部材は、
導電性粒子と、
前記導電性粒子を被覆している被覆層と、を含むことができる。

本発明に係る光素子において、
前記光学部は、前記発光部を有し、
前記発光部は、
第１ミラーと、
前記第１ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第２ミラーと、を含むことができる。

本発明に係る光素子において、
前記発光部は、酸化狭窄層を有し、
前記シール部材は、少なくとも前記酸化狭窄層を取り囲むことができる。

本発明に係る光素子において、
前記光学部は、前記受光部を有し、
前記受光部は、
第１導電型の第１半導体層と、
前記第１半導体層の上方に形成された光吸収層と、
前記光吸収層の上方に形成された第２導電型の第２半導体層と、を含むことができる。

本発明に係る光素子において、
前記光学部は、前記発光部および前記受光部を有し、
前記発光部は、
第１ミラーと、
前記第１ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第２ミラーと、を含み、
前記受光部は、
第１導電型の第１半導体層と、
前記第１半導体層の上方に形成された光吸収層と、
前記光吸収層の上方に形成された第２導電型の第２半導体層と、を含むことができる。

本発明に係る光素子において、
前記内部空間には、不活性ガスが封入されていることができる。

本発明に係る光素子において、
前記光学面の上方であって、前記光学面および前記基板に接して形成された樹脂層を有し、
前記樹脂層の屈折率は、前記基板の屈折率と同じであることができる。

なお、本発明において、「前記樹脂層の屈折率は、前記基板の屈折率と同じである」とは、前記樹脂層の屈折率が前記基板の屈折率とまったく同じである場合と、前記樹脂層の屈折率が前記基板の屈折率と略同じである場合と、を含んでいる。

本発明に係る光素子において、
少なくとも前記光学部を収める筐体と、
前記筐体と前記基板との間に形成された他のシール部材と、を含むことができる。

本発明に係る光素子において、
前記筐体と前記光学部との間に形成された放熱部材を有することができる。

本発明に係る光モジュールは、
上述の光素子と、
前記光素子が搭載された搭載部材と、
前記搭載部材に設置されたリード端子と、
前記配線と前記リード端子とを導電接続する導電性接続部材と、を含む。

本発明に係る光モジュールにおいて、
前記導電性接続部材は、導電性ペースト、異方性導電フィルム、および導電ゴムのうちの少なくとも１つであることができる。

本発明に係る光モジュールにおいて、
前記導電性接続部材は、ボンディングワイヤであることができる。

本発明に係る第２の光モジュールは、
発光部および受光部のうちの少なくとも一方を有する光学部と、
前記光学部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むシール部材と、
前記光学部と電気的に接続された電極と、
前記シール部材内に混入され、前記電極と導電接続された導電部材と、
前記光学部に設けられた光学面と対向して配置された基板と、
前記基板に形成され、前記導電部材と導電接続された配線と、
前記配線と電気的に接続された電子回路と、を含み、
前記光学面は、光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方である。

本発明に係る光モジュールにおいて、
複数の前記光学部を有し、
前記複数の光学部は、前記内部空間を介して１つの前記シール部材により取り囲まれることができる。

本発明に係る光モジュールにおいて、
少なくとも前記光学部および前記電子回路を収める筐体と、
前記筐体と前記基板との間に形成された他のシール部材と、を含むことができる。

本発明に係る光モジュールにおいて、
前記基板の上方に形成された光導波路と、
前記基板の上方であって、前記光導波路の一方の端部に形成された光プラグと、
前記基板の上方に形成され、前記光プラグが取り付けられた光ソケットと、
前記基板の上方に形成され、前記光学部から出射される光の進路を９０度変更して前記光導波路に導く機能、および、前記光導波路から出射される光の進路を９０度変更して前記光学部に導く機能のうちの少なくとも一方を有する反射部と、を含むことができる。

なお、本発明において、「光の進路を９０度変更」するとは、光の進路を略９０度変更する場合を含んでいる。

本発明に係る第３の光モジュールは、
発光部と、
前記発光部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むシール部材と、
前記発光部と電気的に接続された電極と、
前記第１シール部材内に混入され、前記電極と導電接続された導電部材と、
受光部と、
前記受光部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲む他のシール部材と、
前記受光部と電気的に接続された他の電極と、
前記他のシール部材内に混入され、前記他の電極と導電接続された他の導電部材と、
前記発光部に設けられた出射面および前記受光部に設けられた入射面と対向して配置された基板と、
前記基板に形成され、前記導電部材と導電接続された配線と、
前記基板に形成され、前記他の導電部材と導電接続された他の配線と、
前記発光部の上方に形成され、前記発光部から出射される光の一部を前記受光部に導く一部反射部と、
前記配線および前記他の配線と電気的に接続された電子回路と、を含む。

本発明に係る光モジュールにおいて、
前記基板の下面側に形成された溝部と、
前記溝部に埋め込まれた樹脂層と、を含み、
前記樹脂層の屈折率は、前記基板の屈折率と異なり、
前記一部反射部は、前記樹脂層と前記基板との界面からなることができる。

本発明に係る光モジュールにおいて、
前記基板の上方に形成された光導波路と、
前記基板の上方であって、前記光導波路の一方の端部に形成された光プラグと、
前記基板の上方に形成され、前記光プラグが取り付けられた光ソケットと、
前記基板の上方に形成され、前記光学部から出射される光の進路を９０度変更して前記光導波路に導く機能、および、前記光導波路から出射される光の進路を９０度変更して前記光学部に導く機能のうちの少なくとも一方を有する反射部と、を含み、
前記一部反射部は、前記光ソケットに埋め込まれていることができる。

本発明に係る光トランシーバは、上述の光モジュールを有する。

本発明に係る光素子の製造方法は、
第１基板に発光部および受光部のうちの少なくとも一方を有するように光学部を形成する工程と、
前記光学部と電気的に接続されるように電極を形成する工程と、
前記光学部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むようにシール部材を形成する工程と、
第２基板に配線を形成する工程と、
前記電極と前記配線とを、前記シール部材により接着する工程と、を含み、
前記光学部には、光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方である光学面が設けられ、
前記第２基板は、前記光学面と対向するように配置され、
前記シール部材内には導電部材が混入されており、
前記導電部材は、前記電極と前記配線とを電気的に接続する。

本発明に係る光モジュールの製造方法は、
第１基板に発光部および受光部のうちの少なくとも一方を有するように光学部を形成する工程と、
前記光学部と電気的に接続されるように電極を形成する工程と、
前記光学部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むようにシール部材を形成する工程と、
第２基板に配線を形成する工程と、
前記電極と前記配線とを、前記シール部材により接着する工程と、
前記第１基板を搭載部材に搭載する工程と、
前記搭載部材に設置されたリード端子と前記配線とを、導電性接続部材により導電接続する工程と、を含み、
前記光学部には、光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方である光学面が設けられ、
前記第２基板は、前記光学面と対向するように配置され、
前記シール部材内には導電部材が混入されており、
前記導電部材は、前記電極と前記配線とを電気的に接続する。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

１．第１の実施形態
１．１． まず、第１の実施形態に係る光素子１００について説明する。

図１は、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Ｉ−Ｉ線における断面図である。

光素子１００は、図１および図２に示すように、光学部１４４と、レンズ部１８４と、シール部材１２４と、第１電極１０７と、第２電極１０９と、導電部材１２２と、配線１６２と、基板（以下、「第２基板」ともいう。）１６０と、他の基板（以下、「第１基板」ともいう。）１０１と、を含む。本実施形態においては、光学部１４４が発光部１４０であり、発光部１４０が面発光型半導体レーザとして機能する場合について説明する。

第１基板１０１としては、例えばｎ型ＧａＡｓ基板などを用いることができる。

発光部１４０は、第１基板１０１上に形成されている。発光部１４０は、第１ミラー１０２と、活性層１０３と、第２ミラー１０４と、を含む。具体的には、発光部１４０は、例えば、ｎ型Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの半導体多層膜からなる分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ミラーである第１ミラー１０２と、ＧａＡｓウェル層とＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓバリア層からなり、ウェル層が３層で構成される量子井戸構造を含む活性層１０３と、ｐ型Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの半導体多層膜からなるＤＢＲミラーである第２ミラー１０４と、が順次積層されて構成されている。なお、第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４を構成する各層の組成および層数は特に限定されるわけではない。ｐ型の第２ミラー１０４、不純物がドーピングされていない活性層１０３、およびｎ型の第１ミラー１０２により、ｐｉｎダイオードが形成される。

発光部１４０のうち、第２ミラー１０４から第１ミラー１０２の途中にかけての部分が、柱状の半導体堆積体（以下「柱状部」という）１３０を構成している。柱状部１３０の平面形状は、例えば円形などである。

また、発光部１４０は、酸化狭窄層１０５を有する。酸化狭窄層１０５は、例えば、第２ミラー１０４を構成する層のうちの１層である。酸化狭窄層１０５は、活性層１０３に近い領域に形成されている。酸化狭窄層１０５としては、例えば、ＡｌＧａＡｓ層を酸化したものなどを用いることができる。酸化狭窄層１０５は、開口部を有する絶縁層である。酸化狭窄層１０５はリング状に形成されている。より具体的には、酸化狭窄層１０５は、図１に示す第１基板１０１の表面１０１ａと平行な面で切断した場合における断面形状が、柱状部１３０の平面形状の円形と同心の円のリング状に形成されている。

第１ミラー１０２上であって、柱状部１３０の周囲には、絶縁層１０６が形成されている。絶縁層１０６は、柱状部１３０の側面を覆うように形成されている。絶縁層１０６としては、例えば、ポリイミド樹脂などを用いることができる。

第１電極１０７は、第１基板１０１の裏面１０１ｂ上に形成されている。第２電極１０９は、柱状部１３０および絶縁層１０６の上に形成されている。第２電極１０９は、図２に示すように、リング状の平面形状を有する接続部１０９ａと、直線状の平面形状を有する引き出し部１０９ｂと、長方形状の平面形状を有するパッド部１０９ｃと、を有する。第２電極１０９は、接続部１０９ａにおいて第２ミラー１０４と電気的に接続されている。第２電極１０９の引き出し部１０９ｂは、接続部１０９ａとパッド部１０９ｃとを接続している。第２電極１０９のパッド部１０９ｃは、電極パッドとして用いることができる。第２電極１０９の接続部１０９ａは、柱状部１３０上に開口部を有する。即ち、この開口部によって、第２ミラー１０４の上面上に接続部１０９ａの設けられていない領域が形成される。この領域が、レーザ光の出射面（以下、「光学面」ともいう。）１０８である。従って、接続部１０９ａの開口部の平面形状および大きさを適宜設定することにより、光学面１０８の形状および大きさを適宜設定することができる。光学面１０８の形状は、例えば、図２に示すような円形などである。

レンズ部１８４は、少なくとも光学面１０８上に形成されることができる。レンズ部１８４は、例えば、図１に示すような凸状の形状であることができる。レンズ部１８４としては、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂などを用いることができる。なお、レンズ部１８４を形成せずに、光学面１０８を露出させることもできる。

図１および図２に示す光素子１００では、第１電極１０７は第１基板１０１と接合し、かつ、第２電極１０９は柱状部１３０上で第２ミラー１０４と接合している。この第１電極１０７および第２電極１０９によって活性層１０３に電流が注入される。

シール部材１２４は、第１ミラー１０２、絶縁層１０６、および第２電極１０９の上であって、柱状部１３０を取り囲むように形成されている。シール部材１２４と、柱状部１３０との間には、内部空間１２６が配置されている。シール部材１２４の平面形状は、例えば、図２に示すような円形のリング状である。シール部材１２４としては、例えば、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂などを用いることができる。シール部材１２４として、紫外線硬化型樹脂を用いる場合には、第２基板１６０側から紫外線を照射することができる。本実施形態では、シール部材１２４として、硬化時間の短い紫外線硬化型のエポキシ樹脂を用いている。

導電部材１２２は、シール部材１２４内に混入されている。言い換えるならば、導電部材１２２は、シール部材１２４に覆われている。導電部材１２２は、粒状である。導電部材１２２は、第２電極１０９のパッド部１０９ｃと、配線１６２との間のスペーサとして機能することができる。従って、導電部材１２２の粒径を調整することにより、第２電極１０９のパッド部１０９ｃと、配線１６２との距離を所望の値とすることができる。そして、第２基板１６０の下面と、光学面１０８との距離も所望の値とすることができる。導電部材１２２の粒径は、例えば、１〜５μｍ程度である。

導電部材１２２は、導電性粒子１２０と、導電性粒子１２０を被覆している被覆層１２１と、を含むことができる。導電性粒子１２０は、導電性を有する。被覆層１２１は、絶縁性を有する。少なくとも１つの導電部材１２２（より具体的には、導電性粒子１２０）は、第２電極１０９のパッド部１０９ｃと接している。導電性粒子１２０としては、例えば、銀、カーボン、ニッケル、パラジウムなどを用いることができる。被覆層１２１としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。なお、導電部材１２２は、被覆層１２１を有しないこともできる。即ち、例えば、第１ミラー１０２の上方において、第２電極１０９と配線１６２とが単独で導電接続される場合は、導電性粒子１２０をそのまま導電部材１２２として用いることができる。

配線１６２は、導電部材１２２の上に形成されている。配線１６２の平面形状は、例えば、図２に示すような長方形などである。配線１６２は、第２電極１０９のパッド部１０９ｃと接している導電部材１２２（より具体的には、導電性粒子１２０）と接している。即ち、配線１６２と、第２電極１０９とは、導電部材１２２によって電気的に接続されている。配線１６２としては、例えば、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などの金属を用いることができる。例えば、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）などの金属は、真空蒸着法、スパッタ法などにより形成することができ、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などの金属は、無電解メッキ法などにより形成することができる。

第２基板１６０は、配線１６２およびシール部材１２４の上に形成されている。第２基板１６０としては、発光部１４０から発せられる光が透過するものを用いる。なお、第２基板１６０では、全体が発光部１４０から発せられる光を透過する必要はなく、発光部１４０の光軸近傍が光を透過するものであればよい。第２基板１６０としては、例えば、ガラス基板などを用いることができる。

第２基板１６０は、光学面１０８と対向して配置されている。内部空間１２６は、柱状部１３０の周囲に形成された閉じた空間である。内部空間１２６は、シール部材１２４により、気密が保たれている。

１．２． 次に、本実施形態に係る光素子１００の製造方法の一例について、図１〜図８を参照しながら説明する。図３〜図８は、図１および図２に示す本実施形態の光素子１００の一製造工程を模式的に示す断面図であり、それぞれ図１に示す断面図に対応している。

（１）まず、図３に示すように、第１基板１０１として、例えばｎ型ＧａＡｓ基板を用意する。

次に、第１基板１０１の上に、組成を変調させながらエピタキシャル成長させることにより、半導体多層膜（図示せず）を形成する。半導体多層膜は、第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４を構成する半導体層を順に積層したものである。なお、第２ミラー１０４を成長させる際に、活性層１０３近傍の少なくとも１層を、後に酸化されて酸化狭窄層１０５となる層とすることができる。酸化狭窄層１０５となる層としては、例えば、Ａｌ組成が０．９５以上のＡｌＧａＡｓ層などを用いることができる。ＡｌＧａＡｓ層のＡｌ組成とは、III族元素に対するアルミニウム（Ａｌ）の組成である。

次に、図３に示すように、半導体多層膜をパターニングし、所望の形状の第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４を形成する。これにより、柱状部１３０が形成される。半導体多層膜のパターニングは、公知のリソグラフィ技術およびエッチング技術により行うことができる。

次に、図３に示すように、例えば３５０〜４５０℃程度の水蒸気雰囲気中に、上記工程によって柱状部１３０が形成された第１基板１０１を投入することにより、前述の酸化狭窄層１０５となる層を側面から酸化して、酸化狭窄層１０５を形成する。酸化狭窄層１０５を有する発光部１４０では、駆動する際に、酸化狭窄層１０５が形成されていない部分（酸化されていない部分）のみに電流が流れる。従って、酸化狭窄層１０５を形成する工程において、形成する酸化狭窄層１０５の範囲を制御することにより、電流密度の制御が可能となる。

（２）次に、図４に示すように、柱状部１３０を取り囲むように、絶縁層１０６を形成する。絶縁層１０６は、第２電極１０９の引き出し部１０９ｂおよびパッド部１０９ｃ（図１および図２参照）と、第１ミラー１０２とを絶縁できるように形成される。即ち、絶縁層１０６は、少なくとも、第２電極１０９の引き出し部１０９ｂおよびパッド部１０９ｃの形成予定領域の下方に形成される。絶縁層１０６として、例えばポリイミド樹脂を用いた場合には、まず、例えば、スピンコート法等を用いて前駆体層（ポリイミド前駆体層）を形成する。次に、第１基板１０１を加熱して溶媒を除去した後、例えば３５０℃程度の炉に入れて、前駆体層をイミド化させる。これにより、ほぼ完全に硬化したポリイミド樹脂層が形成される。なお、柱状部１３０の上面は、公知のリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて露出させることができる。以上の工程により、絶縁層１０６が形成される。

次に、図４に示すように、第１電極１０７および第２電極１０９を形成する。まず、例えば真空蒸着法等により、柱状部１３０および絶縁層１０６の上面に、例えば、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）と亜鉛（Ｚｎ）の合金、および金（Ａｕ）の積層膜（図示せず）を形成する。次に、例えばリフトオフ法等により、柱状部１３０の上面に、前記積層膜が形成されていない部分を形成する。この部分が光学面１０８となる。次に、例えば真空蒸着法等により、第１基板１０１の裏面１０１ｂ上に、例えば、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の合金、ニッケル（Ｎｉ）、および金（Ａｕ）の積層膜を形成する。次に、例えば窒素雰囲気中において、アニール処理を行う。

以上の工程により、図４に示すように、第１電極１０７および第２電極１０９が形成される。なお、第１電極１０７および第２電極１０９を形成する順番は、特に限定されない。

次に、図４に示すように、少なくとも光学面１０８上にレンズ部１８４を形成する。レンズ部１８４は、例えばディスペンサ法、インクジェット法等により形成することができる。

（３）次に、図５に示すように、柱状部１３０を取り囲むようにシール部材前駆体１２４ａを形成する。具体的には、柱状部１３０の周囲であって、第１ミラー１０２の上面、および第２電極１０９のパッド部１０９ｃの上面に対して、シール部材前駆体１２４ａを形成するための材料の液滴を吐出して、シール部材前駆体１２４ａを形成する。液滴内およびシール部材前駆体１２４ａ内には、導電部材１２２が混入されている。導電部材１２２は、少なくとも第２電極１０９のパッド部１０９ｃ上に配置される。この配置は、例えば、シール部材前駆体１２４ａ内における導電部材１２２の混入割合、導電部材１２２の粒径等を調整することによって行うことができる。本実施形態では、シール部材前駆体１２４ａとして、紫外線硬化型のエポキシ樹脂の前駆体を用いている。液滴を塗布する方法としては、例えば、ディスペンサ法、液滴吐出法等が挙げられる。

（４）また、上述の工程とは別に、図６に示すように、第２基板１６０の上に配線１６２を形成する。配線１６２は、例えば、スパッタ法、無電解めっき法などにより形成することができる。

（５）次に、図７に示すように、配線１６２が形成された側を下にした第２基板１６０と、シール部材前駆体１２４ａが形成された側を上にした第１基板１０１とを、アライメントする。アライメントは、配線１６２の一部が、第２電極１０９のパッド部１０９ｃの上方に位置するように行われる。

（６）次に、例えば、不活性ガス雰囲気中にて、シール部材前駆体１２４ａ上に、第２基板１６０および配線１６２を載せる。不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウムなどを用いることができる。不活性ガス雰囲気中にて、後述するシール部材前駆体１２４ａを硬化させる工程までを行うことにより、内部空間１２６に不活性ガスを封入することができる。次に、図８に示すように、圧力Ｐを、第１電極１０７の下面側および第２基板１６０の上面側から加える。これにより、導電部材１２２の被覆層１２１のうち、第２電極１０９のパッド部１０９ｃおよび配線１６２と接する部分が破れる。その結果、第２電極１０９のパッド部１０９ｃと、配線１６２とが、導電性粒子１２０を介して、電気的に接続される。

次に、図８に示すように、シール部材前駆体１２４ａを硬化させて、シール部材１２４を形成する。具体的には、第２基板１６０側から、シール部材前駆体１２４ａに対して、紫外線を照射してシール部材前駆体１２４ａを硬化させる。これにより、シール部材１２４を介して、第１ミラー１０２と第２基板１６０とが接着され、第２電極１０９と配線１６２とが導電接続される。

以上の工程により、図１および図２に示すように、本実施形態の光素子１００が得られる。

１．３． 本実施形態に係る光素子１００によれば、良好な信頼性を有することができる。この理由は、以下の通りである。

本実施形態に係る光素子１００の柱状部１３０の周囲には、内部空間１２６が配置されている。内部空間１２６は、シール部材１２４により、気密状態にされている。これにより、シール部材１２４の外側の外部空間１２７から内部空間１２６への気体（例えば空気など）の流れを遮断することができる。光素子１００の柱状部１３０を取り囲む絶縁層１０６は、吸湿し易い材料であり、しかも直接柱状部１３０に接触しているため、例えば、一旦、絶縁層１０６が吸湿すると柱状部１３０に直接水分が浸透してしまう。しかし、本実施形態のように外部空間１２７と絶縁層１０６との間に内部空間１２６が介在することにより、絶縁層１０６が吸湿することを防止することができる。これにより、外部空間１２７の湿度、温度等が内部空間１２６、絶縁層１０６、さらには柱状部１３０へ与える影響を抑制することができる。特に、外部空間１２７の状態の影響を受けやすい酸化狭窄層１０５および活性層１０３が内部空間１２６内に配置されていることにより、これらの劣化を防ぐことができる。具体的には、絶縁層１０６を通過する水分によって起こる酸化狭窄層１０５および活性層１０３中のアルミニウムの酸化を防ぐことができる。即ち、特に、Ａｌ組成の高い酸化狭窄層１０５は、内部空間１２６内に配置されていることが好ましい。上述した理由により、本実施形態に係る光素子１００は、良好な信頼性を有することができる。

１．４． 次に、本実施形態に係る光素子１００の変形例について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した図１および図２に示す光素子１００と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。図９、図１３〜図１８は、光素子１００の変形例の一例を模式的に示す断面図であり、図１０〜図１２は、光素子１００の変形例の一例の要部を模式的に示す断面図である。

例えば、図９に示すように、配線１６２は、第２基板１６０の下面に形成された第１導電部１６４と、第２基板１６０の側面上に形成された接続部１６５と、第２基板１６０の上面に形成された第２導電部１６６と、を含むことができる。第１導電部１６４、接続部１６５、および第２導電部１６６としては、導電性の材料を用いることができる。第１導電部１６４、接続部１６５、および第２導電部１６６は、連続して配置されている。即ち、第１導電部１６４と、接続部１６５と、第２導電部１６６とは、電気的に接続されている。また、接続部１６５としては、例えば、図１０に示すように、クリップ形状のものを用いることもできる。また、接続部１６５としては、例えば、図１１に示すように、第２基板１６０を貫通した孔に埋め込まれたものを用いることもできる。この場合、接続部１６５は、例えばスルーホールめっき等により形成することができる。また、接続部１６５としては、例えば、図１２に示すように、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などを用いることもできる。

また、例えば、図１３に示すように、第１電極１０７を第１ミラー１０２の上面に設けることができる。第２基板１６０の下面には、配線１６２と電気的に分離された第２配線１６３が形成されている。第２配線１６３は、第１電極１０７と接している導電部材１２２（より具体的には、導電性粒子１２０）と接している。即ち、第２配線１６３と、第１電極１０７とは、導電部材１２２によって電気的に接続されている。シール部材１２４内に混入された複数の導電部材１２２は、それぞれが被覆層１２１を有することにより、導電部材１２２同士が導通することを防ぐことができる。従って、配線１６２と、第２配線１６３とを、電気的に分離することができる。即ち、図１３に示す変形例のように、本発明によれば、第２基板１６０に対向するように設けられた複数の電極（例えば、第１電極１０７および第２電極１０９）がそれぞれ電気的に分離され、第２基板１６０に設けられた複数の配線（例えば、配線１６２および第２配線１６３）がそれぞれ電気的に分離されることができる。そして、各電極と各配線とが相互に導電接続されることができる。これにより、複数の電極のレイアウトの自由度が向上し、複数の電極を微細化することができるため、光素子１００を小型化することが可能となる。例えば、後述する図１８に示す変形例のような場合にも同様のことが言える。

また、例えば、図１４に示すように、光学面１０８の上に、レンズ部１８４に換えて、樹脂層１８６を形成することができる。樹脂層１８６は、光学面１０８および第２基板１６０の下面と接している。樹脂層１８６と、シール部材１２４との間には、内部空間１２６が配置されている。樹脂層１８６の屈折率は、第２基板１６０の屈折率と同じ（略同じ場合を含む）である。樹脂層１８６としては、例えばアンダーフィル材などを用いることができる。アンダーフィル材は、例えば、熱硬化型または紫外線硬化型のエポキシ系樹脂またはアクリル系樹脂からなる。このようなアンダーフィル材を用いる場合には、樹脂層１８６を熱または紫外線照射により硬化した後に、樹脂層１８６の屈折率が第２基板１６０の屈折率と同じになるようにすることができる。

図１４に示す変形例では、樹脂層１８６が第２基板１６０と同じ屈折率を有する。このため、出射面（光学面）１０８から出射されたレーザ光は、第２基板１６０の下面で反射することなく第２基板１６０内に入射するので、発光部１４０に戻ることがない。従って、本変形例によれば、戻り光による発光部１４０へのダメージを防止することができる。

また、例えば、図１５に示すように、光素子１００は、少なくとも光学部１４４を収める筐体１６７を有することができる。図１５に示す例では、筐体１６７は、第２基板１６０の下方において、第１基板１０１、光学部１４４、導電部材１２２などを、空間１２８を介して覆っている。筐体１６７は、例えば、凹部が形成されたセラミックからなることができる。筐体１６７と第２基板１６０との間には、他のシール部材１６８が形成されている。図１５に示す例では、他のシール部材１６８は、筐体１６７の上端面１６７ａと、配線１６２，１６３の下面および第２基板１６０の下面とに接して形成されている。他のシール部材１６８は、例えば、低融点ガラスからなることができる。光学部１４４は、筐体１６７および他のシール部材１６８によって封止される。筐体１６７は、第２基板１６０、配線１６２、および第２配線１６３と、他のシール部材１６８によって接合されている。筐体１６７と光学部１４４との間に形成される空間１２８には、不活性ガス（例えば窒素など）を封入（パージ）することができる。本変形例によれば、２重の気密空間（空間１２８および内部空間１２６）が、光学部１４４と筐体１６７の外側の外部空間１２７との間の気体（例えば空気など）の流れを遮断することができる。これにより、光素子１００の信頼性をより一層向上させることができる。

また、例えば、図１６に示すように、筐体１６７と光学部１４４との間に放熱部材１６９を形成することができる。図１６に示す例では、筐体１６７と光学部１４４との間には、放熱部材１６９と第１基板１０１とが設けられている。放熱部材１６９は、筐体１６７の内側の底面１６７ｂと第１基板１０１の下面と接している。図１６に示す光素子１００は、例えば、光学部１４４が形成された第１基板１０１を筐体１６７にダイボンディングすることによって形成されることができる。本変形例によれば、光素子１００の作動によって発生する熱が放熱部材１６９から筐体１６７に伝導し易くなるため、放熱され易くなる。これにより、光素子１００の特性が安定すると共に、長期的な信頼性をより一層向上させることができる。

また、例えば、図１７に示すように、光学部１４４が受光部１４２であり、受光部１４２がｐｉｎ型フォトダイオードとして機能することもできる。受光部１４２は、ｎ型の第１半導体層１１１と、第１半導体層１１１の上に形成された光吸収層１１２と、光吸収層１１２の上に形成されたｐ型の第２半導体層１１３と、を含むことができる。第１半導体層１１１は例えばｎ型ＧａＡｓ層からなり、光吸収層１１２は例えば不純物が導入されていないＧａＡｓ層からなり、第２半導体層１１３は例えばｐ型ＧａＡｓ層からなることができる。この場合、光学面１０８は、光の入射面である。また、第２基板１６０では、全体が受光部１４２に入射される光を透過する必要はなく、受光部１４２の光軸近傍が光を透過するものであればよい。

また、例えば、図１８に示すように、光学部１４４が発光部１４０と、受光部１４２と、を含み、発光部１４０が面発光型半導体レーザとして機能し、受光部１４２がｐｉｎ型フォトダイオードとして機能することもできる。光素子１００は、発光部１４０と、発光部１４０の上に形成された分離層１４６と、分離層１４６の上に形成された受光部１４２と、を含むことができる。分離層１４６は、発光部１４０と受光部１４２とを電気的に分離することができ、例えば不純物が導入されていないＡｌＧａＡｓ層からなることができる。第１半導体層１１１は、第３電極１１６と電気的に接続され、第２半導体層１１３は、第４電極１１０と電気的に接続されている。なお、図示はしないが、第４電極１１０は、導電部材１２２によって、第２基板１６０の下面上に形成された第３配線（配線１６２および第２配線１６３とは異なる）と電気的に接続されている。

また、図１８に示す例は、第２ミラー１０４と電気的に接続された第２電極１０９と、第１半導体層１１１と電気的に接続された第３電極１１６とが、電気的に分離されている（即ち、光素子１００が４端子である）場合であるが、例えば、図示はしないが、第２電極１０９と、第３電極１１６とが、電気的に接続されている（即ち、光素子１００が３端子である）こともできる。

また、上述した例では、第２基板１６０に１つの光学部１４４が実装される場合について説明したが、例えば、アレイ状の複数の光学部１４４が第２基板１６０に実装されることもできる。

なお、上述した変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。

２．第２の実施形態
２．１． 次に、第２の実施形態に係る光モジュール５００について説明する。

図１９は、光モジュール５００を模式的に示す断面図である。図２０は、光モジュール５００の要部を模式的に示す断面図である。図２１は、図２０に示す光モジュール５００の要部を模式的に示す平面図である。なお、図２０は、図２１のXX−XXにおける断面図である。

光モジュール５００は、第１の実施形態（変形例を含む）の光素子１００と、搭載部材（ステム）１７０と、導電性ペースト１７４と、第１リード端子１７１と、第２リード端子１７２と、導電性接続部材１７６と、光ファイバ（光導波路）３０と、ファイバフォルダ３４と、フェルール３２と、を含む。本実施形態においては、光素子１００の光学部１４４（発光部１４０）が面発光型半導体レーザとして機能する場合について説明する。光モジュール５００は、光素子１００から出射したレーザ光を光ファイバ３０内に導入し伝搬させる光送信モジュールである。

光素子１００は、搭載部材１７０上に、導電性ペースト１７４を介して搭載されている。即ち、光素子１００は、光素子１００の第１電極１０７側が下になるようにして、導電性ペースト１７４により、搭載部材１７０と接着されている。これにより、光素子１００の光学面１０８が、光ファイバ３０の端面３０ａと対向するように設置される。導電性ペースト１７４としては、例えば、導電材と樹脂とを混錬したものを用いることができ、導電材としては、例えば、銀、カーボン、ニッケル、パラジウムなどを、樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。

第１リード端子１７１の一方の端部は、搭載部材１７０と接続されている。従って、第１リード端子１７１は、搭載部材１７０、導電性ペースト１７４を介して、第１電極１０７と電気的に接続されている。第２リード端子１７２は、搭載部材１７０を貫通して配置されている。第２リード端子１７２は、絶縁層１７３により、搭載部材１７０と絶縁されている。第２リード端子１７２の一方の端部は、導電性接続部材１７６により、配線１６２の下面と接続されている。従って、第２リード端子１７２は、導電性接続部材１７６、配線１６２、導電性粒子１２０を介して、第２電極１０９と電気的に接続されている。導電性接続部材１７６としては、例えば、上述の導電性ペースト、熱可塑性または熱硬化性の樹脂フィルムの中に導電粒子を分散させた異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）、導電粒子をゴム中に分散させたものや導電細線をゴム中に埋め込んだ導電ゴムなどを用いることができる。

光素子１００は、ファイバフォルダ３４内に配置されている。光素子１００とファイバフォルダ３４との間には、空間３８が存在する。

フェルール３２は、ファイバフォルダ３４内であって、光素子１００の上方に取り付けられている。光ファイバ３０の端部３０ｂは、フェルール３２内に設けられている。即ち、光ファイバ３０の端部３０ｂは、フェルール３２内に挿入されている。

なお、図示の例では、光モジュール５００は、光素子１００と、光ファイバ３０との間に、光学部品（例えばレンズ）を介さずに形成されているが、光素子１００と、光ファイバ３０との間に光学部品を設けることもできる。

２．２． 次に、本実施形態に係る光モジュール５００の製造方法の一例について、図１９〜図２４を参照しながら説明する。図２２〜図２４は、図１９〜図２１に示す本実施形態に係る光モジュール５００の要部の一製造工程を模式的に示す断面図であり、それぞれ図２０に示す断面図に対応している。

（１）まず、図２２に示すように、第１、第２リード端子１７１、１７２が設置された搭載部材１７０の上に導電性ペースト１７４を形成する。導電性ペースト１７４は、例えば、ディスペンサ法などにより形成される。また、図２２に示すように、第２リード端子１７２の上に、導電性接続部材１７６を形成する。導電性接続部材１７６は、例えば、ディスペンサ法などにより形成される。なお、導電性接続部材１７６として導電性ペーストを用いる場合には、導電性接続部材１７６と導電性ペースト１７４とは、同一工程にて形成されることができる。

（２）次に、図２３に示すように、第１電極１０７が形成された側を下にした第１の実施形態に係る光素子１００と、導電性ペースト１７４が形成された側を上にした搭載部材１７０とを、アライメントする。アライメントは、第１電極１０７が、導電性ペースト１７４の上方に位置するように、かつ、配線１６２の一部が、導電性接続部材１７６の上方に位置するように行われる。

（３）次に、図２４に示すように、導電性ペースト１７４および導電性接続部材１７６の上に、光素子１００を載せる。より具体的には、導電性ペースト１７４の上に、第１電極１０７を、導電性接続部材１７６の上に、配線１６２を載せる。次に、図２４に示すように、圧力ｐを、搭載部材１７０の下面側および第２基板１６０の上面側から加える。次に、少なくとも導電性ペースト１７４および導電性接続部材１７６に熱を加えることにより、これらを硬化させる。これにより、導電性ペースト１７４を介して第１ミラー１０２と第２基板１６０とが導電接続され、導電性接続部材１７６を介して第２電極１０９と配線１６２とが導電接続される。
（４）次に、図１９に示すように、光ファイバ３０の端部３０ｂをフェルール３２内に挿入し、フェルール３２をファイバフォルダ３４に取り付ける。次に、光素子１００に通電して調芯しながら、ファイバフォルダ３４を光素子１００が取り付けられた搭載部材１７０と接着させる。この調芯は、光素子１００から発せられた光を光ファイバ３０内に導くように、あるいは、光ファイバ３０から導かれる光の光量を最大限光素子１００が受光するように行われることができる。なお、調芯の方法として、光素子１００および搭載部材１７０のうちの少なくとも一方に設けられたアライメントマーク、あるいは、光素子１００の光学部１４４の形状などを画像認識法で観察しながら行う方法などを用いることもできる。

以上の工程により、図１９〜図２１に示すように、本実施形態の光モジュール５００が得られる。

２．３． 本実施形態に係る光モジュール５００によれば、ファイバフォルダ３４内の空間３８を気密状態にせずとも、上述したように、光素子１００の内部空間１２６が気密状態なため、光素子１００の良好な信頼性を確保することができる。従って、光モジュール５００の構造、特に、空間３８を取り囲む各部材（例えば、ファイバフォルダ３４、搭載部材１７０等）の接着部分の構造を簡素化することができる。また、例えば、ファイバフォルダ３４内の空間３８を気密状態にすると、光素子１００の信頼性をより一層高くすることができる。

また、本実施形態に係る光モジュール５００によれば、ワイヤーボンディングを行うことなく（即ち、ボンディングワイヤを用いることなく）、第２リード端子１７２と、第２電極１０９とを、電気的に接続することができる。つまり、ワイヤーボンディングを行う際の超音波、圧力、超音波により発生する熱等が光素子１００（特に、光学部１４４）へ与える影響をなくすことができる。その結果、光モジュール５００は、良好な信頼性を有し、ワイヤーボンディングを行う場合に比べ、長期的に安定して動作することができる。

２．４． 次に、本実施形態に係る光モジュール５００の変形例について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した図１９〜図２１に示す光モジュール５００と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。図２５〜図２８は、光モジュール５００の変形例の一例の要部を模式的に示す断面図である。

例えば、図２５に示すように、搭載部材１７０と、第２基板１６０とを、固定部材１８０により固定することができる。固定部材１８０は、搭載部材１７０を下面側から、第２基板１６０を上面側から挟んで固定している。このように固定部材１８０を用いることは、導電性接続部材１７６として導電ゴムを用いる場合等に特に有効である。

また、例えば、図２６に示すように、第２基板１６０を貫通する孔を形成し、第２リード端子１７２を挿入することもできる。具体的には、第２リード端子１７２の第２基板１６０に挿入される側を段状（段ピン状）にして、細い部分を第２基板１６０に挿入することができる。第２リード端子１７２と、第２基板１６０とは、接着部材１８２により固定されることができる。接着部材１８２としては、公知のものを用いることができる。この変形例の場合、第２リード端子１７２の段状の部分により光素子１００の水平度が決定される。これにより、搭載部材１７０とファイバフォルダ３４との位置関係、延いては、光素子１００と光ファイバ３０との位置関係が正確に決まるため、ハウジング工程の調芯作業を軽減できる。

また、例えば、図２７に示すように、配線１６２と、第２リード端子１７２とを、ワイヤーボンディングにより接続することができる。より具体的には、配線１６２の第２導電部１６６の上面と、第２リード端子１７２の上面とが、ボンディングワイヤ（導電性接続部材）１７６により接続されている。ボンディングワイヤ１７６としては、例えば金細線等を用いることができる。この変形例によれば、配線１６２と、第２リード端子１７２との接続を、従来と同様のワイヤーボンディングにより行うことができる。従って、従来のワイヤーボンディング技術をそのまま利用することができる。また、この変形例によれば、配線１６２とボンディングワイヤ１７６とが接続している部分は、例えば、第２電極１０９に直接ボンディングワイヤ１７６が接続している場合に比べ、光学部１４４から離れている。そして、光素子１００には、内部空間１２６が配置されている。その結果、ワイヤーボンディングを行う際の超音波、圧力、超音波により発生する熱等は、第２基板１６０に加わり、光学部１４０には直接加わらないため、光素子１００（特に、光学部１４４）へ与える影響を抑制することができる。

また、例えば、図２８に示すように、第１リード端子１７１は、搭載部材１７０を貫通して配置され、第１リード端子１７１の一方の端部は、第２導電性接続部材１７７により、第２配線１６３の下面と接続されることができる。従って、第１リード端子１７１は、第２導電性接続部材１７７、第２配線１６３、導電性粒子１２０を介して、第１電極１０７と電気的に接続されている。搭載部材１７０と第１基板１０１とは、接着部材１７５により固定されている。接着部材１７５としては、公知のものを用いることができる。この変形例の場合、接着部材１７５は、導電性を有しなくても良い。また、接着部材１７５を設けずに、搭載部材１７０上に直接第１基板１０１を搭載することもできる。

なお、上述した変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。

３．第３の実施形態
３．１． 次に、第３の実施形態に係る光モジュール３００について説明する。

図２９は、光モジュール３００を模式的に示す平面図である。図３０は、光モジュール３００を模式的に示す断面図である。なお、図３０は、図２９のXXX−XXXにおける断面図である。また、一部の部材については、便宜上、その図示を省略している。

光モジュール３００は、第１の実施形態（変形例を含む）に係る光素子１００と、電子回路３０２と、を含む。本実施形態に係る光素子１００において、第１の実施形態に係る光素子と実質的に同じ部材には同一の符合を付して、その詳細な説明を省略する。なお、図２９および図３０では、発光部を有する光素子１５０の出射面１０８と第２基板１６０との間に樹脂層１８６が形成されている光素子１００（例えば図１４参照）を示しているが、光素子１００はこれに限定されるわけではない。

光モジュール３００は、図２９に示すように、複数の光素子１００を有することができる。光モジュール３００は、例えば、発光部を有する２つの光素子１５０と、受光部を有する２つの光素子１５２と、を含むことができる。発光部を有する光素子１５０および受光部を有する光素子１５２は、図２９に示すように、それぞれアレイ状に配置されている。各光素子１５０，１５２には、それぞれ第１電極１０７および第２電極１０９が形成されている。これらの電極１０７，１０９は、第１の実施形態で述べたように、第２基板１６０に形成された配線１６２，１６３と、シール部材１２４内に混入された導電部材１２２によって導電接続される。

電子回路３０２は、光素子１５０，１５２を駆動するためのドライバＩＣなどである。電子回路３０２には、電気信号を入出力するためのバンプ３０９が形成されている。バンプ３０９は、第２基板１６０に形成された配線１６２，１６３と、シール部材３２４内に混入された導電部材３２２によって導電接続されることができる。これにより、電子回路３０２は、各配線（例えば配線１６２，１６３）と電気的に接続されることができる。導電部材３２２は、導電性粒子３２０と、被覆層３２１と、を含む。シール部材３２４および導電部材３２２としては、光素子１００が有するシール部材１２４および導電部材１２２と同様のものを用いることができる。本実施形態に係る光モジュール３００によれば、バンプ３０９の相互間や配線１６２，１６３の相互間が狭ピッチになっても、バンプ３０９や配線１６２，１６３を不要にショートさせることなく、各バンプと各配線とを確実に導電接続することができる。なお、電子回路３０２と各配線との接続には、例えば、フリップチップボンディング方式、異方性導電フィルム方式、半田リフロー方式などを用いて行うこともできる。

光素子１００は、図２９および図３０に示すように、少なくとも光学部１４４および電子回路３０２を収める筐体３６７を有することができる。筐体３６７は、第２基板１６０の下方に形成された光学部１４４や電子回路３０２などを、空間３２８を介して覆っている。筐体３６７は、例えば、凹部が形成されたセラミックからなることができる。筐体３６７と第２基板１６０との間には、他のシール部材３６８が形成されている。他のシール部材３６８は、例えば、低融点ガラスからなることができる。光学部１４４および電子回路３０２は、筐体３６７および他のシール部材３６８によって封止される。筐体３６７は、第２基板１６０および配線の一部と、他のシール部材３６８によって接合されている。筐体３６７と光学部１４４との間、および、筐体３６７と電子回路３０２との間に形成される空間３２８には、不活性ガス（例えば窒素など）を封入（パージ）することができる。本実施形態に係る光モジュール３００によれば、２重の気密空間（空間３２８および内部空間１２６）が、光学部１４４と筐体３６７の外側の外部空間３２７との間の気体（例えば空気など）の流れを遮断することができる。これにより、光素子１００の信頼性をより一層向上させることができる。なお、図示の例では、発光部を有するアレイ状の光素子１５０、受光部を有するアレイ状の光素子１５２、および、電子回路３０２をまとめて筐体３６７で封止しているが、それぞれを個別に封止することも可能である。また、本実施形態に係る光モジュール３００は、例えば図３１に示すように、筐体３６７および他のシール部材３６８を有しないこともできる。図３１は、光モジュール３００を模式的に示す断面図であり、図３０に対応している。

また、本実施形態に係る光モジュール３００は、例えば、図３２および図３３に示すように、さらに、光導波路３９０と、光プラグ３９４と、光ソケット３９６と、反射部３９８と、を含むことができる。この光モジュール３００によれば、光導波路３９０を介して、信号光を送受して光情報通信を行うことができる。図３２は、この光モジュール３００を模式的に示す平面図である。図３３は、光モジュール３００を模式的に示す断面図である。なお、図３３は、図３２のXXXIII−XXXIIIにおける断面図である。また、一部の部材については、便宜上、その図示を省略している。また、図面では、光の進路を模式的に矢印で示している。

光導波路３９０は、第２基板１６０の上方に形成されている。光導波路３９０としては、例えば、図に示すように、テープファイバ３９２における光ファイバを用いることができる。光導波路（光ファイバ）３９０は、光の導波方向が第２基板１６０の上面に平行となるように設置されている。

光プラグ３９４は、第２基板１６０の上であって、光導波路３９０の一方の端部に形成されている。光プラグ３９４は、テープファイバ３９２を支持している。光ソケット３９６は、第２基板１６０の上に形成されている。光ソケット３９６には、光プラグ３９４が取り付けられている。光プラグ３９４の着脱は、光ソケット３９６に対して自由に行われることができる。

反射部３９８は、第２基板１６０の上方に形成されている。反射部３９８は、光学部１４４から出射される光の進路を９０度（ほぼ９０度を含む）変更して光導波路３９０に導く機能、および、光導波路３９０から出射される光の進路を９０度（ほぼ９０度を含む）変更して光学部１４４に導く機能のうちの少なくとも一方を有する。反射部３９８は、例えば、図に示すように、光ソケット３９６の側面の一部から構成されることができる。反射部３９８は、図示の例では、光学面１０８に対して４５度傾斜するように設けられている。

光プラグ３９４および光ソケット３９６はそれぞれ、図に示すように、レンズ部３８５，３８７を有することができる。各レンズ部３８５，３８７は、光学部１４４から出射される光および光導波路３９０から出射される光のうちの少なくとも一方を集光することができる。

３．２． 次に、本実施形態に係る光モジュール３００の変形例について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した図２９および図３０に示す光モジュール３００と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。図３４は、変形例に係る光モジュール３００を模式的に示す平面図である。図３５は、光モジュール３００を模式的に示す断面図である。なお、図３５は、図３４のXXXV−XXXVにおける断面図である。また、一部の部材については、便宜上、その図示を省略している。また、図面では、光の進路を模式的に矢印で示している。

この光モジュール３００は、発光部を有する光素子１５０と、受光部を有する光素子１５２と、受光部を有する他の光素子１５４と、電子回路３０２と、を含む。発光部を有する光素子１５０および受光部を有する光素子１５２は、例えば、コンピュータ、産業用ロボット、電子機器などの相互間、または、これらのデバイス内部を光ファイバにより接続する光トランシーバに適用されることができる。即ち、光トランシーバは、電気信号を光信号に変えて光ファイバ（光導波路）に送る光素子１５０と、光ファイバから受けた光信号を電気信号に戻す光素子１５２と、光ファイバを介して設けられたもう一対の光素子１５０および光素子１５２と、を含む。なお、本変形例に係る光素子１５０，１５２，１５４において、第１の実施形態に係る光素子と実質的に同じ部材には同一の符合を付して、その詳細な説明を省略する。

光モジュール３００は、発光部１４０の上方に形成され、発光部１４０から出射される光の一部を、他の光素子１５４が有する受光部１４２に導く一部反射部３９９を有する。即ち、一部反射部３９９は、発光部１４０から出射される光の一部を反射させ、残りの光を透過させることができる。一部反射部３９９における光素子１５０の出射面１０８に対する傾斜角は、発光部１４０から出射される光の一部が他の光素子１５４の入射面１０８に導かれるように適宜設定される。

第２基板１６０の下面側には、図３４および図３５に示すように、溝部３６１が形成されている。溝部３６１には、樹脂層３５９が埋め込まれている。樹脂層３５９の屈折率は、第２基板１６０の屈折率と異なる。これにより、樹脂層３５９と第２基板１６０との界面から、一部反射部３９９が構成される。樹脂層３５９の屈折率および第２基板１６０の屈折率は、発光部１４０から出射される光の一部が他の光素子１５４の入射面１０８に導かれるように適宜設定される。樹脂層３５９としては、例えばアンダーフィル材などを用いることができる。アンダーフィル材は、例えば、熱硬化型または紫外線硬化型のエポキシ系樹脂またはアクリル系樹脂からなる。このようなアンダーフィル材を用いる場合には、樹脂層３５９を熱または紫外線照射により硬化した後に、樹脂層３５９の屈折率が第２基板１６０の屈折率と異なる所望の値となるようにすることができる。

他の光素子１５４は、発光部１４０を有する光素子１５０から出射される光の一部を検出して光出力値をモニタするための光検出機能を備えている。

また、上述した変形例では、第２基板１６０に溝部３６１を形成し、溝部３６１に樹脂層３５９を埋め込んで一部反射部３９９を形成する場合について説明した。しかしながら、例えば、図３６に示すように、上述した図３２および図３３に示す例と同様に、第２基板１６０の上方に、光導波路３９０、光プラグ３９４、光ソケット３９６などを形成して、光ソケット３９６に一部反射部３９７を埋め込むこともできる。一部反射部３９７としては、例えば、光の一部を反射させ、残りの光を透過させるガラス基板などを用いることができる。図３６は、この場合の光モジュール３００を模式的に示す断面図である。なお、一部の部材については、便宜上、その図示を省略している。

また、光モジュール３００は、上述した図２９および図３０に示す例と同様に、少なくとも、発光部を有する光素子１５０と、受光部を有する光素子１５２と、受光部を有する他の光素子１５４と、電子回路１７０とを収める筐体を有することができる。また、光モジュール３００は、少なくとも、発光部を有する光素子１５０と、受光部を有する光素子１５２と、受光部を有する他の光素子１５４とを収める筐体を有することができる。これらの変形例のように光モジュール３００が筐体を有する場合には、光素子１５０，１５２，１５４と各配線との接続には、シール部材１２４内に混入された導電部材１２２によって導電接続する方式に代え、例えば、フリップチップボンディング方式、異方性導電フィルム方式、半田リフロー方式などを用いることもできる。

なお、上述した変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。

また、本実施形態に係る光モジュール３００は、例えば、液晶表示パネル、プラズマ表示パネルなどの表示装置の少なくとも一部に適用されることができる。この場合において、表示装置の表示基板に、本実施形態に係る第２基板１６０を用いることができる。

４． 上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。

例えば、上述した実施形態の光素子１００では、発光部１４０に柱状部１３０が一つ設けられている場合について説明したが、発光部１４０に柱状部１３０が複数個設けられている場合、あるいは、柱状部１３０が設けられていない場合においても本発明の形態は損なわれない。また、複数の光素子１００がアレイ化されている場合でも、同様の作用および効果を奏する。また、例えば、上述した実施形態において、各半導体層におけるｐ型とｎ型とを入れ替えても本発明の趣旨を逸脱するものではない。

第１の実施形態に係る光素子を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子を模式的に示す平面図。 第１の実施形態に係る光素子の製造方法を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の製造方法を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の製造方法を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の製造方法を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の製造方法を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の製造方法を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の変形例を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の変形例の要部を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の変形例の要部を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の変形例の要部を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の変形例を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の変形例を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の変形例を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の変形例を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の変形例を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る光素子の変形例を模式的に示す断面図。 第２の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す断面図。 第２の実施形態に係る光モジュールの要部を模式的に示す断面図。 第２の実施形態に係る光モジュールの要部を模式的に示す平面図。 第２の実施形態に係る光モジュールの製造方法を模式的に示す断面図。 第２の実施形態に係る光モジュールの製造方法を模式的に示す断面図。 第２の実施形態に係る光モジュールの製造方法を模式的に示す断面図。 第２の実施形態に係る光モジュールの変形例を模式的に示す断面図。 第２の実施形態に係る光モジュールの変形例を模式的に示す断面図。 第２の実施形態に係る光モジュールの変形例を模式的に示す断面図。 第２の実施形態に係る光モジュールの変形例を模式的に示す断面図。 第３の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す平面図。 第３の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す断面図。 第３の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す断面図。 第３の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す平面図。 第３の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す断面図。 第３の実施形態に係る光モジュールの変形例を模式的に示す平面図。 第３の実施形態に係る光モジュールの変形例を模式的に示す断面図。 第３の実施形態に係る光モジュールの変形例を模式的に示す断面図。

符号の説明

３０ 光ファイバ、３２ フェルール、３４ ファイバフォルダ、３８ 空間、１００ 光素子、１０１ 第１基板、１０２ 第１ミラー、１０３ 活性層、１０４ 第２ミラー、１０５ 酸化狭窄層、１０６ 絶縁層、１０７ 第１電極、１０８ 光学面、１０９ 第２電極、１１０ 第４電極、１１１ 第１半導体層、１１２ 光吸収層、１１３ 第２半導体層、１１６ 第３電極、１２０ 導電性粒子、１２１ 被覆層、１２２ 導電部材、１２４ シール部材、１２６ 内部空間、１２７ 外部空間、１２８ 空間、１３０ 柱状部、１４０ 発光部、１４２ 受光部、１４４ 光学部、１４６ 分離層、１５０，１５２，１５４ 光素子、１６０ 第２基板、１６２ 配線、１６３ 第２配線、１６４ 第１導電部、１６５ 接続部、１６６ 第２導電部、１６７ 筐体、１６８ 他のシール部材、１６９ 放熱部材、１７０ 搭載部材、１７１ 第１リード端子、１７２ 第２リード端子、１７３ 絶縁層、１７４ 導電性ペースト、１７５ 接着部材、１７６ 導電性接続部材、１７７ 第２導電性接続部材、１８０ 固定部材、１８２ 接着部材、１８４ レンズ部、１８６ 樹脂層、３００ 光モジュール、３０２ 電子回路、３０９ バンプ、３２０ 導電性粒子、３２１ 被覆層、３２２ 導電部材、３２４ シール部材、３２７ 外部空間、３２８ 空間、３５９ 樹脂層、３６１ 溝部、３６７ 筐体、３６８ 他のシール部材、３８５，３８７ レンズ部、３９０ 光導波路、３９２ テープファイバ、３９４ 光プラグ、３９６ 光ソケット、３９７ 一部反射部、３９８ 反射部、３９９ 一部反射部，５００ 光モジュール

Claims (26)

1. 発光部および受光部のうちの少なくとも一方を有する光学部と、
   前記光学部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むシール部材と、
   前記光学部と電気的に接続された電極と、
   前記シール部材内に混入され、前記電極と導電接続された導電部材と、
   前記光学部に設けられた光学面と対向して配置された基板と、
   前記基板に形成され、前記導電部材と導電接続された配線と、を含み、
   前記光学面は、光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方である、光素子。
2. 発光部および受光部のうちの少なくとも一方を有する光学部と、
   前記光学部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むシール部材と、
   前記光学部と電気的に接続された複数の電極と、
   前記シール部材内に混入され、各前記電極とそれぞれ導電接続された複数の導電部材と、
   前記光学部に設けられた光学面と対向して配置された基板と、
   前記基板に形成され、前記導電部材と導電接続された複数の配線と、を含み、
   前記光学面は、光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方であり、
   前記複数の電極と前記複数の配線とは、各前記導電部材によって相互に導電接続されている、光素子。
3. 請求項１または２において、
   前記光学部は、他の基板の上方に形成されており、
   前記配線は、前記導電部材の上方に形成されており、
   前記基板は、前記配線の上方に形成されている、光素子。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記導電部材は、前記電極と、前記配線との間のスペーサである、光素子。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記導電部材は、
   導電性粒子と、
   前記導電性粒子を被覆している被覆層と、を含む、光素子。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記光学部は、前記発光部を有し、
   前記発光部は、
   第１ミラーと、
   前記第１ミラーの上方に形成された活性層と、
   前記活性層の上方に形成された第２ミラーと、を含む、光素子。
7. 請求項６において、
   前記発光部は、酸化狭窄層を有し、
   前記シール部材は、少なくとも前記酸化狭窄層を取り囲む、光素子。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、
   前記光学部は、前記受光部を有し、
   前記受光部は、
   第１導電型の第１半導体層と、
   前記第１半導体層の上方に形成された光吸収層と、
   前記光吸収層の上方に形成された第２導電型の第２半導体層と、を含む、光素子。
9. 請求項１において、
   前記光学部は、前記発光部および前記受光部を有し、
   前記発光部は、
   第１ミラーと、
   前記第１ミラーの上方に形成された活性層と、
   前記活性層の上方に形成された第２ミラーと、を含み、
   前記受光部は、
   第１導電型の第１半導体層と、
   前記第１半導体層の上方に形成された光吸収層と、
   前記光吸収層の上方に形成された第２導電型の第２半導体層と、を含む、光素子。
10. 請求項１〜９のいずれかにおいて、
    前記内部空間には、不活性ガスが封入されている、光素子。
11. 請求項１〜１０のいずれかにおいて、
    前記光学面の上方であって、前記光学面および前記基板に接して形成された樹脂層を有し、
    前記樹脂層の屈折率は、前記基板の屈折率と同じである、光素子。
12. 請求項１〜１１のいずれかにおいて、
    少なくとも前記光学部を収める筐体と、
    前記筐体と前記基板との間に形成された他のシール部材と、を含む、光素子。
13. 請求項１２において、
    前記筐体と前記光学部との間に形成された放熱部材を有する、光素子。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の光素子と、
    前記光素子が搭載された搭載部材と、
    前記搭載部材に設置されたリード端子と、
    前記配線と前記リード端子とを導電接続する導電性接続部材と、を含む、光モジュール。
15. 請求項１４において、
    前記導電性接続部材は、導電性ペースト、異方性導電フィルム、および導電ゴムのうちの少なくとも１つである、光モジュール。
16. 請求項１４において、
    前記導電性接続部材は、ボンディングワイヤである、光モジュール。
17. 発光部および受光部のうちの少なくとも一方を有する光学部と、
    前記光学部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むシール部材と、
    前記光学部と電気的に接続された電極と、
    前記シール部材内に混入され、前記電極と導電接続された導電部材と、
    前記光学部に設けられた光学面と対向して配置された基板と、
    前記基板に形成され、前記導電部材と導電接続された配線と、
    前記配線と電気的に接続された電子回路と、を含み、
    前記光学面は、光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方である、光モジュール。
18. 請求項１７において、
    複数の前記光学部を有し、
    前記複数の光学部は、前記内部空間を介して１つの前記シール部材により取り囲まれる、光モジュール。
19. 請求項１７または１８において、
    少なくとも前記光学部および前記電子回路を収める筐体と、
    前記筐体と前記基板との間に形成された他のシール部材と、を含む、光モジュール。
20. 請求項１７〜１９のいずれかにおいて、
    前記基板の上方に形成された光導波路と、
    前記基板の上方であって、前記光導波路の一方の端部に形成された光プラグと、
    前記基板の上方に形成され、前記光プラグが取り付けられた光ソケットと、
    前記基板の上方に形成され、前記光学部から出射される光の進路を９０度変更して前記光導波路に導く機能、および、前記光導波路から出射される光の進路を９０度変更して前記光学部に導く機能のうちの少なくとも一方を有する反射部と、を含む、光モジュール。
21. 発光部と、
    前記発光部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むシール部材と、
    前記発光部と電気的に接続された電極と、
    前記第１シール部材内に混入され、前記電極と導電接続された導電部材と、
    受光部と、
    前記受光部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲む他のシール部材と、
    前記受光部と電気的に接続された他の電極と、
    前記他のシール部材内に混入され、前記他の電極と導電接続された他の導電部材と、
    前記発光部に設けられた出射面および前記受光部に設けられた入射面と対向して配置された基板と、
    前記基板に形成され、前記導電部材と導電接続された配線と、
    前記基板に形成され、前記他の導電部材と導電接続された他の配線と、
    前記発光部の上方に形成され、前記発光部から出射される光の一部を前記受光部に導く一部反射部と、
    前記配線および前記他の配線と電気的に接続された電子回路と、を含む、光モジュール。
22. 請求項２１において、
    前記基板の下面側に形成された溝部と、
    前記溝部に埋め込まれた樹脂層と、を含み、
    前記樹脂層の屈折率は、前記基板の屈折率と異なり、
    前記一部反射部は、前記樹脂層と前記基板との界面からなる、光モジュール。
23. 請求項２１において、
    前記基板の上方に形成された光導波路と、
    前記基板の上方であって、前記光導波路の一方の端部に形成された光プラグと、
    前記基板の上方に形成され、前記光プラグが取り付けられた光ソケットと、
    前記基板の上方に形成され、前記光学部から出射される光の進路を９０度変更して前記光導波路に導く機能、および、前記光導波路から出射される光の進路を９０度変更して前記光学部に導く機能のうちの少なくとも一方を有する反射部と、を含み、
    前記一部反射部は、前記光ソケットに埋め込まれている、光モジュール。
24. 請求項１７〜２３のいずれかに記載の光モジュールを有する光トランシーバ。
25. 第１基板に発光部および受光部のうちの少なくとも一方を有するように光学部を形成する工程と、
    前記光学部と電気的に接続されるように電極を形成する工程と、
    前記光学部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むようにシール部材を形成する工程と、
    第２基板に配線を形成する工程と、
    前記電極と前記配線とを、前記シール部材により接着する工程と、を含み、
    前記光学部には、光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方である光学面が設けられ、
    前記第２基板は、前記光学面と対向するように配置され、
    前記シール部材内には導電部材が混入されており、
    前記導電部材は、前記電極と前記配線とを電気的に接続する、光素子の製造方法。
26. 第１基板に発光部および受光部のうちの少なくとも一方を有するように光学部を形成する工程と、
    前記光学部と電気的に接続されるように電極を形成する工程と、
    前記光学部のうちの少なくとも一部を、内部空間を介して取り囲むようにシール部材を形成する工程と、
    第２基板に配線を形成する工程と、
    前記電極と前記配線とを、前記シール部材により接着する工程と、
    前記第１基板を搭載部材に搭載する工程と、
    前記搭載部材に設置されたリード端子と前記配線とを、導電性接続部材により導電接続する工程と、を含み、
    前記光学部には、光の出射面および入射面のうちの少なくとも一方である光学面が設けられ、
    前記第２基板は、前記光学面と対向するように配置され、
    前記シール部材内には導電部材が混入されており、
    前記導電部材は、前記電極と前記配線とを電気的に接続する、光モジュールの製造方法。

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