JP4797908B2

JP4797908B2 - 光モジュール

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Publication number: JP4797908B2
Application number: JP2006261463A
Authority: JP
Inventors: 由明本多
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP2008083255A

Description

本発明は、光モジュールに関するものである。

従来から、図９に示すように、半導体基板１０ａ’を加工することにより光の反射を利用して光の進行方向を変えるミラー面１１’が形成されたベース基板１０’と、所望の光路に応じてミラー面１１’との相対的な位置関係が規定されベース基板１０’に搭載された光デバイス２０’とを備えた光モジュールが提案されている（例えば、特許文献１）。

ここにおいて、上記特許文献１に開示された光モジュールでは、光デバイス２０’として、半導体レーザチップからなる発光素子を採用している。また、この光モジュールでは、エッチング速度の結晶方位依存性を利用した異方性エッチングによって、光デバイス２０’の搭載面１２’およびミラー面１１’を形成しており、ミラー面１１’の傾斜角θが４５°となるように、ベース基板１０’の基礎となる半導体基板１０ａ’として、主表面が（１００）面から４〜１４°程度傾いたシリコン基板を用いている。

しかして、図９に示した構成の光モジュールでは、光デバイス２０’から側方へ放射された光をベース基板１０’のミラー面１１’において搭載面１２’の法線方向へ反射させることができる（図９（ａ），（ｂ）中の矢印は、光デバイス２０’から放射されミラー面１１’で偏向された光線を示している）
特開平５−３２７１３１号公報

ところで、光デバイス２０’から放射された光は光デバイス２０’の光出射面から離れるほどスポットサイズが広がるが、上記特許文献１に開示された光モジュールでは、エッチング速度の結晶面方位依存性を利用した異方性エッチングによりミラー面１１’を形成しており、ミラー面１１’が平面状となっているので、ミラー面１１’で反射された光もミラー面１１’から離れるほどスポットサイズが広がってしまう。したがって、この光モジュールから出射される光を平行光にしたり、あるいは、所望の方向に集中させる（一点に集光させる）ためには、ビーム形状を制御するためのレンズが別途に必要となり、部品点数が多くなるとともに、部品点数の増加および組立工程および光軸調整工程の増加などに起因してコストが高くなってしまう。また、ミラー面１１’の傾斜角の異なる複数種の光モジュールを製造するには、オフ角の異なる複数種の半導体基板１０ａ’を用意する必要があり、コストが高くなってしまう。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、ミラー面に入射した光の進行方向およびビーム形状を制御することが可能であり且つ低コスト化を図れる光モジュールを提供することにある。

請求項１の発明は、半導体基板を加工することにより光の反射を利用して光の進行方向を変えるミラー面が形成されたベース基板と、所望の光路に応じてミラー面との相対的な位置関係が規定されベース基板に搭載された光デバイスとを備え、ミラー面は、所望のミラー面形状に応じて前記半導体基板との接触パターンを設計した陽極を前記半導体基板の一表面側に形成した後で前記半導体基板の他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから当該多孔質部を除去することにより形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、半導体基板と陽極との接触パターンによって陽極酸化時に半導体基板に流れる電流の電流密度の面内分布が決まって多孔質部の厚みの面内分布が決まり、当該多孔質部を除去することによりミラー面が形成されるので、半導体基板の結晶軸や面方位に依存せずに任意形状のミラー面を容易に形成することができるから、所望のミラー面形状を適宜設定することにより、ミラー面に入射した光の進行方向およびビーム形状をレンズなどの別部材を用いることなく制御することが可能となり、低コストを図れる。また、半導体基板の結晶軸や面方位に依存せずに任意形状のミラー面を形成することができるので、半導体基板にデバイスをつくる場合に、従来例のような傾斜角が４５°のミラーや、より一般的なＳｉ（１１１）面を用いたグレーティングなどとも併用可能となる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ミラー形状は、入射した光を平行光に変えるコリメート機能もしくは入射した光を所望の方向に集中させる集光機能を有する形状に設定されてなることを特徴とする。

この発明によれば、前記ミラーに入射した光のスポットサイズが広がるのを防止することができ、例えば、前記ミラーにて反射された光をフォトダイオードのような受光素子や光ファイバなどと光結合するような場合に光結合効率を高めることが可能となる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記光デバイスが発光素子であるとともに前記ミラー面が発光素子から前記ベース基板の面内方向へ放射された光の進行方向を前記ベース基板の法線方向へ変えるものであり、前記ベース基板は、前記多孔質部を除去することにより形成された凹部の内底面が前記光デバイスの搭載面を構成し且つ当該凹部の内側面が前記ミラー面を構成していることを特徴とする。

この発明によれば、前記ベース基板の法線方向へ出射される光のビーム形状をレンズなどの別部材を用いることなく制御することができ、指向性の強い出射光が得られる光モジュールを実現することができる。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記ミラー面に反射膜が形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、反射膜の材料を適宜選択することにより反射率の向上を図れ、また、反射膜を多層膜により構成すれば波長選択性を付与することが可能となる。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記半導体基板は、シリコン基板からなることを特徴とする。

この発明によれば、低コスト化を図れる。ここにおいて、前記半導体基板として、主表面が（１００）面のシリコン基板を用いれば、一般的なシリコンデバイス（例えば、ＩＣ、ＬＳＩなど）とも集積化が可能となる。

請求項１の発明では、ミラー面に入射した光の進行方向およびビーム形状を制御することが可能であり且つ低コスト化を図れるという効果がある。

（実施形態１）
本実施形態の光モジュールは、図１（ａ），（ｂ）に示すように、ｐ形のシリコン基板からなる半導体基板１０ａを加工することにより光の反射を利用して光の進行方向を変えるミラー面１１が形成されたベース基板１０と、所望の光路に応じてミラー面１１との相対的な位置関係が規定されベース基板１０に搭載された光デバイス２０とを備えている。

光デバイス２０としては、発光ダイオードチップや半導体レーザチップなどからなる発光素子を採用しており、当該光デバイス２０は、ベース基板１０における搭載面１２に搭載されている。

ミラー面１１は、所望のミラー面形状に応じてパターン設計した陽極３１（図１（ｂ）および図２参照）を半導体基板１０ａの一表面側（図２（ｂ）における下面側）に形成した後で半導体基板１０ａの他表面側（図２（ｂ）における上面側）を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部３２（図２（ｃ）参照）を形成してから当該多孔質部３２を除去することにより形成された凹部１０ｂの内面の一部により構成されている。一方、ベース基板１０は、凹部１０ｂの周部においてミラー面１１近傍の部位が光デバイス２０の搭載面１２となっており、光デバイス２０は、出射光がミラー面１１に直接照射されるように、光出射面がミラー面１１に望む形で搭載面１２に搭載されている。なお、図示していないが、ベース基板１０には、光デバイス２０へ通電するための給電路が形成されている。

本実施形態では、所望のミラー面形状が、入射した光を平行光に変えるコリメート機能を有する形状に設定してある（図１（ａ），（ｂ）中の矢印は、光デバイス２０から放射されミラー面１１で偏向された光線を示している）。さらに説明すれば、ミラー面１１は、光デバイス２０からの光を凹部１０ｂの内底面に沿った一方向に偏向させ外部へ放射できるようにミラー面形状を設定してある。ここで、ミラー面１１により偏向された平行光がフォトダイオードのような受光素子や光ファイバなどの他の光デバイスに入射するようにすれば、当該他の光デバイスとの光結合効率を高めることができる。なお、ミラー面１１は、入射した光を所望の方向に集中させる集光機能を有する形状に設定してもよい。

以下、ミラー面１１の形成方法について図２および図３を参照しながら具体的に説明する。

まず、図２（ａ）に示すｐ形のシリコン基板からなる半導体基板１０ａの一表面側（図２（ａ）における下面側）に後述の陽極酸化工程で利用する所定膜厚（例えば、１μｍ）の導電性層（例えば、Ａｌ膜など）からなる陽極３１を形成する陽極形成工程を行うことによって、図２（ｂ）に示す構造を得る。ここにおいて、陽極形成工程では、例えばスパッタ法によって半導体基板１０ａの上記一表面上に導電性層を成膜した後、Ｎ_２ガスおよびＨ_２ガス雰囲気中で導電性層のシンタ（熱処理）を行うことにより半導体基板１０との接触がオーミック接触をなす陽極３１を形成する。なお、導電性層の成膜方法はスパッタ法に限らず、例えば蒸着法などを採用してもよい。また、導電性層の材料もＡｌに限定するものではなく、半導体基板１０ａとオーミック接触が可能な材料であればよく、例えばＡｌを主成分とするＡｌ−Ｓｉなどを採用してもよい。

陽極形成工程の後、陽極酸化用の電解液Ｂ（図３参照）中で半導体基板１０ａの他表面側（図２（ｂ）における上面側）に対向配置される陰極２５（図３参照）と陽極３１との間に通電して半導体基板１０ａの上記他表面側に除去部位となる多孔質部３２を形成する陽極酸化工程（陽極酸化処理）を行うことによって、図２（ｃ）に示す構造を得る。

ここにおいて、陽極酸化工程では、図３に示す構成の陽極酸化装置Ａを用いる。陽極酸化装置Ａは、半導体基板１０ａの上記一表面側に形成された陽極３１に接触させる平板状の通電用電極４１を有し陽極３１と通電用電極４１とを接触させた形で半導体基板１０ａを支持する円板状の支持台４２と、中心線を上下方向として支持台４２の上方に配置される円筒状の筒体４３と、筒体４３の下端部に連続一体に形成された内鍔部４３ａと半導体基板１０ａの周部との間に介装されるＯリングからなるシール部材４４と、筒体４３の下端部に連続一体に形成された外鍔部４３ｂと支持台４２の周部とを結合する複数の結合部材４６とを備えており、半導体基板１０ａの上記他表面とシール部材４４と筒体４３とで囲まれる空間に陽極酸化用の電解液Ｂが入れられる。

電解液Ｂとしては、半導体基板１０ａの構成元素であるＳｉの酸化物であるＳｉＯ_２をエッチング除去する溶液、例えば、５５ｗｔ％のフッ化水素水溶液とエタノールとを略１：１で混合した混合液を用いているが、フッ化水素水溶液の濃度やフッ化水素水溶液とエタノールとの混合比は特に限定するものではない。また、フッ化水素水溶液と混合する液体もエタノールに限らず、メタノール、プロパノール、イソプロパノール（ＩＰＡ）などのアルコールなど、陽極酸化反応で発生した気泡を除去できる液体であれば、特に限定するものではない。また、筒体４３は、電解液Ｂに対して耐性を有する材料、例えば、テフロン（登録商標）などのフッ素系樹脂により形成すればよい。

また、陽極酸化装置Ａは、半導体基板１０ａの上記他表面に対向配置される白金電極からなる陰極４５と、通電用電極４１を介して陽極３１と陰極４５との間に電圧を印加する電圧源５１と、電圧源５１から通電用電極４１に流れる電流を検出する電流センサ５２と、電流センサ５２の検出電流に基づいて電圧源５１の出力電圧を制御するマイクロコンピュータなどからなる制御部５３とを備えている。

ところで、ｐ形のシリコン基板からなる半導体基板１０ａの一部を陽極酸化工程において多孔質化する際には、ホールをｈ^＋、電子をｅ⁻とすると、以下の反応が起こっていると考えられる。
Ｓｉ＋２ＨＦ＋（２−ｎ）ｈ^＋→ＳｉＦ_２＋２Ｈ^＋＋ｎｅ⁻
ＳｉＦ_２＋２ＨＦ→ＳｉＦ_４＋Ｈ_２
ＳｉＦ_４＋２ＨＦ→ＳｉＨ_２Ｆ_６
すなわち、シリコン基板からなる半導体基板１０ａの陽極酸化では、Ｆイオンの供給量とホールｈ^＋の供給量との兼ね合いで多孔質化あるいは電解研磨が起こることが知られており、Ｆイオンの供給量の方がホールの供給量よりも多い場合には多孔質化が起こり、ホールｈ^＋の供給量がＦイオンの供給量よりも多い場合には電解研磨が起こる。したがって、半導体基板１０ａとしてｐ形のシリコン基板を用いている場合には、陽極酸化による多孔質化の速度はホールｈ^＋の供給量で決まるから、半導体基板１０ａ中を流れる電流の電流密度で多孔質化の速度が決まり、多孔質部１４の厚みの面内分布が決まることになる。

ところで、本実施形態では、陽極酸化工程において、多孔質部３２における表面側の部分の多孔度よりも半導体基板１０ａとの境界側の部分の多孔度を小さくするように陽極酸化条件を時間経過に伴って変化させるようにしている。具体的には、陽極酸化工程において、陽極酸化条件を時間経過に伴って変化させるにあたって、上述の制御部５３が、陽極３１と陰極４５との間に流す電流の電流密度を図４に示すように変化させている。すなわち、陽極３１と陰極４５との間に電流が流れるように通電を開始し電流密度を規定の電流密度Ｉ１（例えば、３０ｍＡ／ｃｍ^２）まで即時に増加させ、規定の電流密度Ｉ１を第１の規定時間Ｔ１（例えば、１１０分）だけ維持した後、電流密度を第２の規定時間Ｔ２の間に時間の経過とともに電流密度Ｉ２まで次第に減少させてから、通電を終了している。ここにおいて、陽極酸化工程では、陽極３１と陰極４５との間に流れる電流の電流密度が低いほど多孔度が小さくなる（ポア径が小さな緻密な多孔質部となる）が、後に、多孔質部３２を除去する際、多孔質部３２の多孔度が高いほど当該多孔質部３２の除去がしやすく、多孔度が低くなるほど除去に時間がかかるので、Ｔ２＜Ｔ１とするのが望ましい。

上述の陽極酸化工程の終了後、多孔質部３２を除去する多孔質部除去工程を行うことにより凹部１０ｂを形成することによって、図２（ｄ）に示す構造を得る。ここにおいて、多孔質部３２を除去するエッチング液としてアルカリ系溶液（例えば、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＴＭＡＨなどの水溶液）やＨＦ系溶液を用いれば、多孔質部３２を除去する多孔質部除去工程において、Ａｌ膜やＡｌ−Ｓｉ膜により形成されている陽極３１もエッチング除去することができる。なお、多孔質部３２を除去する多孔質部除去工程と、陽極３１を除去する陽極除去工程とを別々に行ってもよいことはよい。

上述の多孔質部除去工程が終了した時点では図２（ｄ）に示すように凹部１０ｂの内面に微細な凹凸構造（凹凸の高低差が１μｍ程度）が残っているので、本実施形態では、多孔質部除去工程の後、凹部１０ｂの内面をより平滑化する表面平滑化工程を行う。表面平滑化工程では、多孔質部除去工程後の半導体基板１０ａを熱酸化法により酸化して酸化膜３３，３４を形成する酸化工程を行うことで図２（ｅ）に示す構造を得てから、当該酸化膜３３，３４を選択的にエッチング除去する酸化膜除去工程を行うことで凹部１０ｂの内面を平滑化することによって図２（ｆ）に示すような平滑なミラー面１１を得るようにしている。なお、多孔質部除去工程後の凹部１０ｂの内面に上述のような微細な凹凸構造が形成されている場合、凸部から先に選択的に酸化が進みその後で全体が略均一に酸化されるので、図２（ｅ）に示すように凹部１０ｂの内面に形成された酸化膜３３をウェットエッチングによりエッチング除去することで図２（ｆ）に示すような平滑なミラー面１１を形成することが可能となる。

以上説明したミラー面１１の形成方法によれば、ミラー面１１をより平滑にすることができ、反射性能の向上を図れる。また、上述の表面平滑化工程を採用すれば、一般的な半導体プロセスで利用される酸化技術およびエッチング技術を利用してミラー面１１を平滑化することができ、ミラー面形状によらずミラー面１１を容易に平滑化することができる。

ところで、多孔質部除去工程の後の表面平滑化工程は、上述のような酸化工程と酸化膜除去工程との組み合わせに限らず、多孔質部除去工程後の半導体基板１０ａの凹部１０ｂ形成面側をプラズマに曝してエッチングすることにより凹部１０ｂの内面を平滑化するようにして、平滑なミラー面１１を形成するようにしてもよく、上述の酸化工程と酸化膜除去工程とを組み合わせるプロセスを採用する場合に比べて、簡単にミラー面１１を平滑化することができる。

ここにおいて、凹部１０ｂの内面をプラズマに曝してエッチングする際には、例えば、Ａｒガスを用いてスパッタエッチングを行うようにしてもよいし、ＣＦ_４ガスやＣＦ_４ガスとＯ_２ガスとを用いた反応性イオンエッチングを行うようにしてもよく、いずれにしても、凹部１０ｂ内面の微細な凹凸構造において凸部が選択的にエッチングされやすくなるので、ミラー面１１を平滑化することができる。

また、表面平滑化工程は、多孔質部除去工程後の半導体基板１０ａにおける凹部１０ｂの内面にレーザ光を照射することにより凹部１０ｂの内面を平滑化するようにしてもよく、上述の酸化工程と酸化膜除去工程とを組み合わせるプロセスを採用する場合に比べて、簡単にレンズ表面を平滑化することができる。ここにおいて、レーザ光源としては、例えばエキシマレーザなどを用いればよく、レーザ光源から凹部１０ｂの内面にレーザ光を照射して当該内面を瞬間的に加熱して当該内面を高温にすることでミラー面１１を平滑化することができる。

なお、上述の陽極酸化工程では、図５に示すように、陽極３１と陰極４５との間へ規定の電流密度Ｉ１（例えば、３０ｍＡ／ｃｍ^２）の電流を第１の規定時間Ｔ１だけ流してから、通電終了前に電流密度を上記規定の電流密度Ｉ１よりも小さな電流密度Ｉ２まで即時に低下させ、電流密度Ｉ２（例えば、５ｍＡ／ｃｍ^２）を第２の規定時間Ｔ３（例えば、１０分）だけ維持して通電を終了するようにしてもよい。

また、上述の陽極酸化工程では、陽極酸化条件を時間経過に伴って変化させるにあたって、図６に示すように、陽極３１と陰極４５との間に電流が流れるように通電を開始して第１の規定時間Ｔ１１が経過するまではフッ化水素の濃度を第１の規定濃度Ｍ１に維持し、第１の規定時間Ｔ１１経過後にフッ化水素の濃度を第２の規定濃度Ｍ２に直ちに変化させ、第２の規定時間Ｔ１２（Ｔ１２＜Ｔ１１とするのが望ましい）が経過したときに陽極酸化を終了させるようにしてもよいし、図７に示すように、陽極３１と陰極４５との間に電流が流れるように通電を開始して第１の規定時間Ｔ１１が経過するまではフッ化水素の濃度を第１の規定濃度Ｍ１に維持し、第１の規定時間Ｔ１１経過後にフッ化水素の濃度を第２の規定時間Ｔ１３の間に第２の規定濃度Ｍ２まで次第に増加させ、第２の規定時間Ｔ１３が経過したときに陽極酸化を終了させるようにしてもよい。

以上説明したミラー面１１の形成方法によれば、陽極形成工程にて形成する陽極３１と半導体基板１０ａとの接触パターンにより陽極酸化工程において半導体基板１０ａに流れる電流の電流密度の面内分布が決まるので、陽極酸化工程にて形成する多孔質部３２の厚みの面内分布を制御することができて厚みが連続的に変化した多孔質部３２を形成することが可能であり、しかも、陽極形成工程では、陽極３１と半導体基板１０ａとの接触がオーミック接触となるように陽極３１を形成し、陽極酸化工程では、電解液Ｂとして、半導体基板１０ａの構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液を用いるので、所望の厚さ分布の多孔質部３２を１回の陽極酸化工程で容易に形成することができ、当該多孔質部３２を多孔質部除去工程にて除去することで所望のミラー面１１が形成されるから、半導体基板１０ａの結晶軸や面方位に依存せずに任意形状のミラー面１１を容易に形成することが可能になる。

ところで、上述のミラー面１１の形成方法においては、陽極酸化工程において半導体基板１０ａに流れる電流の電流密度の面内分布によってミラー面形状が決まるので、半導体基板１０ａの抵抗率や厚み、陽極酸化工程にて用いる電解液Ｂの電気抵抗値や、半導体基板１０ａと陰極４５との間の距離、陰極４５の平面形状（半導体基板１０ａに対向配置した状態において半導体基板１０ａに平行な面内での形状）、陽極３１の平面形状などを適宜設定することにより、ミラー面形状を制御することができる。ここにおいて、電解液Ｂの電気抵抗値は、例えば、フッ化水素水溶液の濃度や、フッ化水素水溶液とエタノールとの混合比などを変えることにより調整することができるので、陽極３１の形状の他に、陽極３１の形状以外の条件（例えば、電解液Ｂの電気抵抗値）を適宜設定することによって、ミラー面１１の形状をより制御しやすくなる。

以上説明した本実施形態の光モジュールは、ベース基板１０におけるミラー面１１が、所望のミラー面形状に応じて半導体基板１０ａとの接触パターンを設計した陽極３１を半導体基板１０ａの上記一表面側に形成した後で半導体基板１０ａの上記他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部３２を形成してから当該多孔質部３２を除去することにより形成されるものであり、任意形状のミラー面１１を容易に形成することができるから、所望のミラー面形状を適宜設定することにより、ミラー面１１に入射した光の進行方向およびビーム形状をレンズなどの別部材を用いることなく制御することが可能となり、低コストを図れる。また、半導体基板１０ａの結晶軸や面方位に依存せずに任意形状のミラー面１１を形成することができるので、半導体基板１０ａにデバイスをつくる場合に、従来例のような傾斜角が４５°のミラーや、より一般的なＳｉ（１１１）面を用いたグレーティングなどとも併用可能となる。

（実施形態２）
本実施形態の光モジュールの基本構成は実施形態１と略同じであって、図８（ａ），（ｂ）に示すように、光デバイス２０が端面から光を放射する発光ダイオードチップや半導体レーザチップからなる発光素子により構成されており、ベース基板１１における凹部１０ｂの内底面が光デバイス２０の搭載面１２を構成し且つ当該凹部１０ｂの内側面がミラー面１１を構成している点などが相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態の光モジュールでは、ミラー面１１のミラー面形状を、光デバイス２０から側方へ放射された光の進行方向をベース基板１１の法線方向へ変えるように設定してある。

しかして、本実施形態の光モジュールでは、ベース基板１０の法線方向へ出射される光のビーム形状をレンズなどの別部材を用いることなく制御することができ、指向性の強い出射光を得ることが可能となる。なお、図８（ｂ）中の矢印は、光デバイス２０から放射されミラー面１１表面の反射膜１３で偏向された光線を示している。

また、本実施形態の光モジュールは、ミラー面１１に反射膜１３が形成されている。反射膜１３は、実施形態１にて説明した表面平滑化工程の後に形成すればよい。ここにおいて、本実施形態では、反射膜１３の材料として可視光の反射率の高いＡｕを採用しているので、反射膜１３を設けていない場合に比べて反射率の向上を図れ、ベース基板１０での吸収損失などを低減することができる。要するに、反射膜１３の材料を適宜選択することにより反射率の向上を図れ、外部への光取り出し効率を高めることができる。また、反射膜１３を多層膜により構成すればバンドパスフィルタと同様の波長選択性を付与することが可能となる。なお、実施形態１の光モジュールにおいてミラー面１１に反射膜を設けてもよい。

ところで、上記各実施形態１，２では、半導体基板１０ａとしてシリコン基板を採用しているが、半導体基板１０ａの材料はＳｉに限らず、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰなどの陽極酸化処理による多孔質化が可能な他の材料でもよく、導電形もｐ形に限らず、ｎ形でもよく、導電形がｎ形のものを用いる場合には、陽極酸化工程において半導体基板１０ａの上記他表面側に光源から光を適宜照射するようにすればよい。また、陽極酸化工程において用いる電解液Ｂであって半導体基板１０ａの構成元素の酸化物を除去する電解液としては、例えば、下記表１のような電解液を用いればよい。

ただし、半導体基板１０ａとしてシリコン基板を用いた場合には、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰなどの他の半導体基板を用いる場合に比べて、低コスト化を図れる。ここにおいて、半導体基板１０ａとして、主表面が（１００）面のシリコン基板を用いれば、一般的なシリコンデバイス（例えば、ＩＣ、ＬＳＩなど）とも集積化が可能となる。

また、上記各実施形態１，２では、光デバイス２０として、発光ダイオードチップや半導体レーザダイオードなどの発光素子（半導体発光素子）について例示したが、ベース基板１１の搭載面１２に搭載する光デバイス２０は、発光素子に限らず、フォトダイオードなどの受光素子でもよいし、光ファイバなどでもよい。

実施形態１を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。同上におけるミラー面の形成方法の説明図である。同上におけるミラー面の形成方法で用いる陽極酸化装置の概略構成図である。同上におけるミラー面の形成方法の説明図である。同上におけるミラー面の形成方法の説明図である。同上におけるミラー面の形成方法の説明図である。同上におけるミラー面の形成方法の説明図である。実施形態２を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。従来例を示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図である。

符号の説明

１０ベース基板
１０ａ半導体基板
１０ｂ凹部
１１ミラー面
１２搭載面
１３反射膜
２０光デバイス
３１陽極
３２多孔質部

Claims

半導体基板を加工することにより光の反射を利用して光の進行方向を変えるミラー面が形成されたベース基板と、所望の光路に応じてミラー面との相対的な位置関係が規定されベース基板に搭載された光デバイスとを備え、ミラー面は、所望のミラー面形状に応じて前記半導体基板との接触パターンを設計した陽極を前記半導体基板の一表面側に形成した後で前記半導体基板の他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから当該多孔質部を除去することにより形成されてなることを特徴とする光モジュール。
前記ミラー面形状は、入射した光を平行光に変えるコリメート機能もしくは入射した光を所望の方向に集中させる集光機能を有する形状に設定されてなることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
前記光デバイスが発光素子であるとともに前記ミラー面が発光素子から前記ベース基板の面内方向へ放射された光の進行方向を前記ベース基板の法線方向へ変えるものであり、前記ベース基板は、前記多孔質部を除去することにより形成された凹部の内底面が前記光デバイスの搭載面を構成し且つ当該凹部の内側面が前記ミラー面を構成していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光モジュール。
前記ミラー面に反射膜が形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光モジュール。
前記半導体基板は、シリコン基板からなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光モジュール。