JP7393897B2 - テラヘルツ装置 - Google Patents

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Description

本開示は、テラヘルツ装置に関する。
近年、トランジスタなどの電子デバイスの微細化が進み、電子デバイスの大きさがナノサイズになってきたため、量子効果と呼ばれる現象が観測されるようになっている。そして、この量子効果を利用した超高速デバイスや新機能デバイスの実現を目指した開発が進められている。
そのような環境の中で、特に、周波数が0.1THz~10THzであるテラヘルツ帯と呼ばれる周波数領域の電磁波を利用して大容量通信や情報処理、あるいはイメージングや計測などを行う試みが行われている。この周波数領域は、光と電波との両方の特性を兼ね備えており、この周波数帯で動作するデバイスが実現されれば、上述したイメージング、大容量通信・情報処理のほか、物性、天文、生物などのさまざまな分野における計測など、多くの用途に利用されうる。
テラヘルツ帯の周波数の電磁波を発生又は受信する素子としては、例えば共鳴トンネルダイオードと微細スロットアンテナを集積する構造のものが知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2016-111542号公報
上記のようなテラヘルツ素子を有するテラヘルツ装置においては、利得の向上が求められる場合がある。
本開示の目的は、利得の向上を図ることができるテラヘルツ装置を提供することにある。
上記課題を解決するテラヘルツ装置は、電磁波を発生させるテラヘルツ素子と、前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を一方向に向けて反射させる反射膜と、前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、を備える。
この構成によれば、テラヘルツ素子にて発生した電磁波は、封止材を介して反射膜に伝搬し、反射膜によって一方向に反射される。これにより、電磁波の出力を高くすることができる。したがって、テラヘルツ装置の利得向上を図ることができる。
また、テラヘルツ素子と反射膜とが封止材によって封止されている。これにより、テラヘルツ素子と反射膜との間に異物が侵入することを抑制できる。したがって、上記異物に起因して電磁波の伝搬が阻害されるといったことを抑制できる。また、反射膜が空気に晒されることを抑制できるため、空気中の水分や酸素などに起因する反射膜の劣化を抑制できる。
上記課題を解決するテラヘルツ装置は、電磁波を受信するテラヘルツ素子と、前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、入射された電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させる反射膜と、前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、を備える。
この構成によれば、反射膜に向けて入射された電磁波は、反射膜によってテラヘルツ素子に向けて反射され、テラヘルツ素子によって受信される。これにより、テラヘルツ装置の電磁波の受信強度を高くすることができる。したがって、テラヘルツ装置の利得の向上を図ることができる。
また、テラヘルツ素子と反射膜とが封止材によって封止されている。これにより、テラヘルツ素子と反射膜との間に異物が侵入することを抑制できる。したがって、上記異物に起因して電磁波の伝搬が阻害されるといったことを抑制できる。また、反射膜が空気に晒されることを抑制できるため、空気中の水分や酸素などに起因する反射膜の劣化を抑制できる。
上記テラヘルツ装置によれば、利得の向上を図ることができる。
第1実施形態のテラヘルツ装置を上方側から見た斜視図。 テラヘルツ装置を下方側から見た斜視図。 テラヘルツ装置の断面構造を説明するための端面図。 テラヘルツ素子の正面図。 能動素子及びその周辺を模式的に示す端面図。 図5の部分拡大図。 図3の7-7線断面図。 図7の8-8線断面図。 テラヘルツ装置の下面図。 第1実施形態のテラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 テラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 第1実施形態のテラヘルツ装置の変更例を示す断面図。 第1実施形態のテラヘルツ装置の変更例を示す断面図。 第1実施形態のテラヘルツ装置の変更例を示す端面図。 図27の28-28線断面図。 第1実施形態のテラヘルツ装置の変更例を示す断面図。 図29の部分拡大図。 第1実施形態のテラヘルツ装置の変更例を示す断面図。 図31の部分拡大図。 第1実施形態のテラヘルツ装置の変更例を示す断面図。 図33の部分拡大図。 第1実施形態のテラヘルツ装置の変更例を示す端面図。 第2実施形態のテラヘルツ装置の概要を示す回路図。 第2実施形態のテラヘルツ装置の断面構造を説明するための端面図。 図37の38-38線断面図。 第2実施形態のテラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 第2実施形態のテラヘルツ装置の製造方法の一工程を示す端面図。 第3実施形態のテラヘルツ装置の断面構造を説明するための端面図。 図41の42-42線断面図。 第3実施形態のテラヘルツ装置の変更例を示す断面図。 図43の部分拡大図。 第3実施形態のテラヘルツ装置の変更例を示す端面図。 第4実施形態のテラヘルツ装置の正面図。 図46の47-47線断面図。 第4実施形態のテラヘルツ装置の変更例を示す断面図。 変更例のテラヘルツ装置を模式的に示す下面図。 変更例のテラヘルツ装置を模式的に示す下面図。 変更例のテラヘルツ素子を模式的に示す正面図。 変更例のテラヘルツ装置を模式的に示す断面図。 変更例のテラヘルツ装置を模式的に示す端面図。
以下、テラヘルツ装置の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す各実施形態は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであり、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。以下の各実施形態は、種々の変更を加えることができる。また、図面については、図示の都合上、一部模式的に示している。
本開示において、「AがB上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、AがB上に直接形成されている構成と、AとBとの間に設けられた介在物を介して、AがB上に形成されている構成とを含む。同様に、「AがB上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、AがB上に直接配置されている構成と、AとBとの間に設けられた介在物を介して、AがB上に配置されている構成とを含む。
また、「ある方向から見てAがBと重なる」とは、特段の断りのない限り、AのすべてがBに重なっている構成と、Aの一部がBに重なっている構成とを含む。
(第1実施形態)
図1~図9は、本開示の第1実施形態にかかるテラヘルツ装置10を示している。詳細には、図1及び図2は、テラヘルツ装置10の斜視図である。図3は、テラヘルツ装置の断面構造を説明するための端面図であり、図7の3-3線端面図に相当する。図4は、テラヘルツ素子の正面図であり、図5は能動素子及びその周辺を模式的に示す端面図であり、図6は図5の部分拡大図である。図7は、図3の7-7線断面図であり、図8は図7の8-8線断面図である。図9は、テラヘルツ装置の下面図である。なお、図示の都合上、図7においては、導電部80,90についてはハッチングを省略して示す。
図1及び図2に示すように、本実施形態のテラヘルツ装置10は、全体として直方体形状に形成されている。テラヘルツ装置10は、装置主面11と、装置主面11とは反対側の面である装置裏面12と、4つの装置側面13~16と、を有する。装置主面11は、互いに直交する長手方向及び短手方向を有する長方形である。本実施形態のテラヘルツ装置10は、装置主面11から電磁波を出力(換言すれば照射)する。
説明の便宜上、本実施形態では、装置主面11の長手方向をx方向とし、装置主面11の短手方向をy方向とする。そして、x方向及びy方向の双方に直交する方向をz方向とする。z方向は、テラヘルツ装置10の高さ方向とも言える。
装置主面11及び装置裏面12は、z方向に対して交差する面であり、本実施形態ではz方向に対して直交している。装置主面11及び装置裏面12は、テラヘルツ装置10の高さ方向の両端面といえる。
説明の便宜上、z方向のうち装置裏面12から装置主面11に向かう方向を「上方」という。上方は、装置主面11と直交する方向であって装置主面11から離れる方向ともいえる。本実施形態のテラヘルツ装置10は、上方に向けて電磁波を出力する。
第1装置側面13及び第2装置側面14は、テラヘルツ装置10におけるx方向の両端面であり、x方向に対して交差している。本実施形態の第1装置側面13及び第2装置側面14は、x方向に対して直交しており、y方向及びz方向に沿っている。
第3装置側面15及び第4装置側面16は、テラヘルツ装置10におけるy方向の両端面であり、y方向に対して交差している。本実施形態の第3装置側面15及び第4装置側面16は、y方向に対して直交しており、x方向及びz方向に沿っている。
テラヘルツ装置10は、テラヘルツ素子20と、封止材50と、封止材50に封止された反射膜60と、を備える。
テラヘルツ素子20は、テラヘルツ帯の電磁波と電気エネルギーとの変換を行う素子である。なお、電磁波とは、光及び電波のいずれか一方あるいは両方の概念を含むものとする。テラヘルツ素子20は、発振することによって、入力される電気エネルギーをテラヘルツ帯の電磁波に変換する。これにより、テラヘルツ素子20は、電磁波(換言すればテラヘルツ波)を発生させる。テラヘルツ素子20が発生させる電磁波の周波数(発振周波数)は、例えば0.1Thz~10Thzである。
図3及び図4に示すように、テラヘルツ素子20は、z方向を厚さ方向とする板状であり、本実施形態では全体として矩形板状である。本実施形態では、テラヘルツ素子20は、z方向から見て(以下、「平面視」ともいう。)正方形である。なお、テラヘルツ素子20の平面視形状は、正方形に限定されず、矩形状、円形状、楕円形状あるいは多角形状であってもよい。
ちなみに、z方向とテラヘルツ素子20の厚さ方向とが一致している点に着目すれば、「z方向から見て」とは、テラヘルツ素子20の厚さ方向から見てともいえる。また、本実施形態のテラヘルツ装置10が上方に向けて電磁波を出力するものである点に着目すれば、「z方向から見て」とは、電磁波の出力方向から見てともいえるし、上方から見てともいえる。
テラヘルツ素子20のz方向の寸法である素子厚さD1は、例えば発振する電磁波の周波数に基づいて設定されている。一例としては、素子厚さD1は、電磁波の周波数が高いほど薄く、電磁波の周波数が低いほど厚くなっているとよい。
テラヘルツ素子20は、テラヘルツ素子20の厚さ方向に対して交差する面として素子主面21及び素子裏面22を有する。素子主面21及び素子裏面22は、z方向に対して交差する面であり、本実施形態ではz方向に対して直交している。このため、z方向とは、素子主面21に直交する方向ともいえる。
素子主面21及び素子裏面22は、z方向から見て矩形状であり、例えば正方形状である。ただし、素子主面21及び素子裏面22の形状はこれに限定されず任意である。
図3に示すように、本実施形態のテラヘルツ素子20は、素子裏面22が上方を向いた状態(換言すれば素子主面21が下方を向いた状態)で配置されている。素子主面21は、素子裏面22よりも装置裏面12の近くに配置されており、素子裏面22は、素子主面21よりも装置主面11の近くに配置されている。
テラヘルツ素子20は、x方向の両端面である第1素子側面23及び第2素子側面24と、y方向の両端面である第3素子側面25及び第4素子側面26と、を有する。第1素子側面23及び第2素子側面24は、x方向に対して交差する面であり、本実施形態ではx方向に対して直交している。第3素子側面25及び第4素子側面26は、y方向に対して交差する面であり、本実施形態ではy方向に対して直交している。第1素子側面23及び第2素子側面24と、第3素子側面25及び第4素子側面26とは互いに直交している。
図4に示すように、テラヘルツ素子20は、電磁波の発振を行う発振点P1を有する。本実施形態では、発振点P1は電磁波が発生する点(換言すれば領域)である。発振点P1は、素子主面21に形成されている。発振点P1がある素子主面21が、電磁波の発振を行う能動面を構成している。z方向(換言すればテラヘルツ素子20の厚さ方向又はテラヘルツ装置10の高さ方向)とは、発振点P1が設けられている面に対して直交する方向ともいえる。
本実施形態の発振点P1は、素子主面21の中心に配置されている。本実施形態では、電磁波は、発振点P1からx方向、y方向及びz方向に放射状に照射される。ただし、発振点P1の位置は、素子主面21の中心に限られず任意である。
本実施形態において、第1素子側面23(又は第2素子側面24)と発振点P1との第1垂直距離x1は、例えば(λ’InP/2)+((λ’InP/2)×N)であるとよい(Nは0以上の整数:N=0,1,2,・・・)。
ここで、λ’InPは、テラヘルツ素子20の内部を伝搬する電磁波の実効的な波長である。テラヘルツ素子20の屈折率である素子屈折率をn1、cを光速、fcを電磁波の中心周波数としたとき、λ’InPは、(1/n1)×(c/fc)である。fcは、テラヘルツ素子20の目標周波数ともいえる。また、fcは、テラヘルツ素子20から発生される電磁波のうち最も出力が大きい周波数でもよい。
詳細は後述するが、素子屈折率n1は、テラヘルツ素子20を囲んでいる封止材50の屈折率である封止屈折率n2よりも高いため、テラヘルツ素子20から発振された電磁波は、第1素子側面23で自由端反射する。よって、第1垂直距離x1を上記のように設定することにより、テラヘルツ素子20自体が、テラヘルツ装置10における共振器(1次共振器)として設計されている。
同様に、第3素子側面25(又は第4素子側面26)と発振点P1との第2垂直距離y1は、例えば(λ’InP/2)+((λ’InP/2)×N)であるとよい(Nは0以上の整数:N=0,1,2,・・・)。
なお、垂直距離x1,y1は、各々が上記計算式によって算出される値であれば、素子側面23,24,25,26ごとに異なる値であってもよい。例えば、第1素子側面23と発振点P1との第1垂直距離x1と、第2素子側面24と発振点P1との第1垂直距離とが異なっていてもよい。同様に、第3素子側面25と発振点P1との第2垂直距離y1と、第4素子側面26と発振点P1との第2垂直距離とが異なっていてもよい。
図5及び図6に示すように、テラヘルツ素子20は、素子基板31と、能動素子32と、第1素子導電層33と、第2素子導電層34と、を備える。
素子基板31は、半導体からなり、半絶縁性を有する。素子基板31を構成する半導体は、例えば、InP(リン化インジウム)である。
素子屈折率n1は、素子基板31の屈折率(絶対屈折率)である。素子基板31がInPである場合、素子屈折率n1は約3.4である。
本実施形態では、素子基板31は矩形板状であり、例えば平面視において正方形状である。素子主面21及び素子裏面22は素子基板31の主面及び裏面であり、両素子側面23~26は素子基板31の側面である。
能動素子32は、テラヘルツ帯の電磁波と電気エネルギーとの変換を行う。能動素子32は、素子基板31に形成されている。本実施形態では、能動素子32は、素子主面21の中心に設けられている。発振点P1は、能動素子32が設けられている位置ともいえる。
能動素子32は、典型的には共鳴トンネルダイオード(RTD:Resonant Tunneling Diode)である。ただし、これに限られず、能動素子32としては、例えば、タンネット(TUNNETT:Tunnel injection Transit Time)ダイオード、インパット(IMPATT:Impact Ionization Avalanche Transit Time)ダイオード、GaAs系電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)、GaN系FET、高電子移動度トランジスタ(HEMT:High Electron Mobility Transistor)、あるいは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT:Heterojunction Bipolar Transistor)であってもよい。
能動素子32を実現するための一例を説明する。
素子基板31上には、半導体層41aが形成されている。半導体層41aは、例えばGaInAsによって形成されている。半導体層41aには、n型不純物が高濃度にドープされている。
半導体層41a上には、GaInAs層42aが積層されている。GaInAs層42aには、n型不純物がドープされている。例えば、GaInAs層42aの不純物濃度は、半導体層41aの不純物濃度よりも低い。
GaInAs層42a上にはGaInAs層43aが積層されている。GaInAs層43aには、不純物がドープされていない。
GaInAs層43a上には、AlAs層44aが積層されており、AlAs層44a上にはInGaAs層45が積層されており、InGaAs層45上にはAlAs層44bが積層されている。これらAlAs層44aとInGaAs層45とAlAs層44bとによってRTD部が構成されている。
AlAs層44b上には、不純物がドープされていないGaInAs層43bが積層されている。GaInAs層43b上には、n型不純物がドープされているGaInAs層42bが積層されている。GaInAs層42b上には、GaInAs層41bが積層されている。GaInAs層41bには、n型不純物が高濃度にドープされている。例えば、GaInAs層41bの不純物濃度は、GaInAs層42bの不純物濃度よりも高い。
なお、能動素子32の具体的構成は、電磁波を発生(あるいは受信及びその両方)可能なものであれば任意である。換言すれば、能動素子32は、テラヘルツ帯の電磁波に対して発振するものであればよいともいえる。
図3に示すように、本実施形態の素子裏面22には、電磁波を反射する素子反射層35が形成されている。発振点P1(能動素子32)から上方に向けて放射された電磁波は、素子反射層35に反射されて下方に向かう。
ここで、素子厚さD1は、電磁波の共振条件が成立するように設定されていてもよい。具体的には、素子反射層35が形成されている本実施形態では、素子裏面22と素子反射層35との界面において、電磁波が固定端反射するので、位相がπずれる。この点を考慮して、本実施形態の素子厚さD1は、(λ’InP/4)+(λ’InP/2)×N(Nは0以上の整数:N=0,1,2,・・・)に設定されているとよい。上記のように素子厚さD1を設定することにより、定在波をテラヘルツ素子20の内部で励起させることができる。
なお、素子反射層35が形成されていない場合、素子厚さD1は、(λ’InP/2)+(λ’InP/2)×N(Nは0以上の整数:N=0,1,2,・・・)に設定されているとよい。ただし、素子厚さD1は、上記に限られず任意である。
図4に示すように、第1素子導電層33及び第2素子導電層34はそれぞれ、素子主面21上に形成されている。第1素子導電層33及び第2素子導電層34はそれぞれ、金属の積層構造を有する。第1素子導電層33及び第2素子導電層34の各々の積層構造は、例えばAu(金)、Pd(パラジウム)及びTi(チタン)が積層された構造である。あるいは、第1素子導電層33及び第2素子導電層34の各々の積層構造は、Au及びTiが積層された構造である。第1素子導電層33及び第2素子導電層34はいずれも、真空蒸着法あるいはスパッタリング法などによって形成される。
素子導電層33,34は、発振点P1(能動素子32)を介して所定方向(本実施形態ではy方向)に離間して対向配置されたパッド33a,34aと、パッド33a,34aから能動素子32に向けて延びた素子導通部33b,34bと、を備える。
パッド33a,34aは、例えば両パッド33a,34aの対向方向と直交する方向(本実施形態ではx方向)に延びている。パッド33a,34aは、例えばz方向から見て長手方向及び短手方向を有する形状である。具体的には、パッド33a,34aは、x方向を長手方向とし、y方向を短手方向とする矩形状である。
パッド33a,34aは、z方向から見て発振点P1と重ならない位置に配置されている。例えば、パッド33a,34aは、発振点P1(換言すれば能動素子32)に対してy方向の両側に配置されており、本実施形態では発振点P1よりも素子側面25,26の近くに配置されている。
素子導通部33b,34bは、例えばy方向に延びた細長形状であり、素子導通部33b,34bのx方向の長さは、パッド33a,34aのx方向の長さよりも短い。
図6に示すように、素子導通部33b,34bの先端部33ba,34baは、z方向から見て能動素子32と重なっており、能動素子32と電気的に接続されている。具体的には、第1素子導通部33bの先端部33baは、GaInAs層41b上に位置しており、GaInAs層41bに接している。
また、半導体層41aは、GaInAs層42a等の他の層よりも第2パッド34aに向けてy方向に延びている。第2素子導通部34bの先端部34baは、半導体層41aのうちGaInAs層42a等が積層されていない部分に積層されている。これにより、能動素子32が両素子導電層33,34(換言すれば両パッド33a,34a)に導通している。なお、第2素子導通部34bとGaInAs層42a等の他の層とはy方向に離間している。
図示は省略するが、図6とは異なり、n型不純物を高濃度にドープされたGaInAs層が、GaInAs層41bと第1素子導通部33bの先端部33baとの間に介在していてもよい。これにより、第1素子導電層33とGaInAs層41bとのコンタクトが良好になりうる。
次に封止材50について説明する。
図1及び図2に示すように、封止材50は直方体形状である。例えば、封止材50は、x方向を長手方向としy方向を短手方向とし、z方向を高さ方向とする直方体形状である。封止材50は、テラヘルツ装置10の外郭を構成している。本実施形態では、封止材50の主面が装置主面11を構成しており、封止材50の裏面が装置裏面12を構成している。そして、封止材50の各側面が装置側面13~16を構成している。
封止材50は、例えばテラヘルツ素子20から発生する電磁波が透過する材料である誘電体材料で構成されている。本実施形態では、封止材50は、樹脂材料によって構成されており、一例としてはエポキシ樹脂(例えばガラスエポキシ樹脂)によって構成されている。封止材50は、絶縁性と伝熱性とを有する。なお、封止材50の色は黒色など任意である。
封止材50の屈折率(絶対屈折率)である封止屈折率n2は、素子屈折率n1よりも低い。例えば、封止屈折率n2は1.55である。なお、封止材50は、1層構造でもよいし、多層構造でもよい。すなわち、封止材50内に界面が1又は複数形成されていてもよい。
図3に示すように、封止材50は、テラヘルツ素子20を封止しており、テラヘルツ素子20を囲っている。本実施形態では、封止材50は、テラヘルツ素子20の全体を囲んでおり、テラヘルツ素子20の素子主面21、素子裏面22及び各素子側面23~26を覆っている。
テラヘルツ素子20の素子主面21、素子裏面22、各素子側面23~26は、封止材50と接している。すなわち、本実施形態の封止材50は、当該封止材50とテラヘルツ素子20との間に隙間が生じないようにテラヘルツ素子20を囲んでいる。
図3に示すように、テラヘルツ素子20は、素子主面21が装置裏面12を向いた状態で封止材50内に設けられている。テラヘルツ素子20は、装置主面11及び装置裏面12の間に配置されている。本実施形態では、テラヘルツ素子20は装置裏面12よりも装置主面11の近くに偏倚して配置されている。
次に反射膜60について説明する。
反射膜60は、テラヘルツ素子20にて発生する電磁波を一方向に向けて反射させるものである。反射膜60は、テラヘルツ素子20にて発生する電磁波を反射する材料で形成されており、例えばCuなどの金属又は合金で形成されている。反射膜60は、一層構造でもよいし、多層構造でもよい。
図3、図7、及び図8に示すように、反射膜60はアンテナ形状となっている。一例としては、反射膜60はパラボラアンテナ形状となっている。すなわち、反射膜60は、回転放物面鏡となっており、すり鉢状に湾曲している。反射膜60は、z方向から見て円形状となっている。反射膜60は、装置裏面12に向けて凸となるように湾曲している。反射膜60は、一方向(本実施形態では上方)に向けて開口している。
反射膜60は、テラヘルツ素子20とz方向に対向する位置に配置された状態で封止材50に封止されている。本実施形態では、テラヘルツ素子20が装置裏面12よりも装置主面11の近くに偏倚して配置されており、反射膜60がテラヘルツ素子20よりも装置裏面12の近くに配置されている。すなわち、反射膜60は、テラヘルツ素子20と装置裏面12との間に配置されている。
テラヘルツ素子20は、素子主面21が反射膜60と対向した状態で封止材50内に配置されている。反射膜60は、素子裏面22ではなく、発振点P1が存在する素子主面21側に配置されており、テラヘルツ素子20(本実施形態では素子主面21)と対向している。換言すれば、テラヘルツ素子20と反射膜60とは、素子主面21と反射膜60とがz方向に対向している状態で封止材50に封止されている。これにより、テラヘルツ素子20と反射膜60との相対位置が固定され、両者の位置ずれが生じにくくなっている。なお、パッド33a,34aと反射膜60との位置関係に着目すれば、パッド33a,34aは反射膜60の方を向いているともいえる。
本実施形態では、テラヘルツ素子20と反射膜60との間は封止材50で充填されている。このため、テラヘルツ素子20(詳細には発振点P1)にて発生した電磁波は、封止材50を通って反射膜60に向けて伝搬する。
反射膜60は、例えば当該反射膜60の焦点が発振点P1となるように配置されている。図8に示すように、本実施形態では、z方向から見て、反射膜60の中心点P2と発振点P1とは一致している。本実施形態では、中心点P2はz方向から見た円形の反射膜60の中心である。
また、発振点P1から反射膜60までの垂直距離を規定距離z1とし、反射膜60のz方向の座標をZとし、反射膜60のy方向の位置をYとすると、Y=(1/(4z1))Yの条件を満たすように反射膜60が湾曲しているとよい。なお、Yは中心点P2において「0」とする。反射膜60のx方向の位置についても同様である。
z方向は、反射膜60とテラヘルツ素子20(素子主面21)との対向方向ともいえる。また、z方向は、反射膜60の中心点P2と発振点P1との対向方向ともいえ、規定距離z1は、発振点P1と中心点P2との間の距離ともいえる。
また、反射膜60は、テラヘルツ素子20から発生する電磁波が共振するように、当該電磁波の周波数に対応する位置に配置されていてもよい。具体的には、規定距離z1は、テラヘルツ素子20から発生する電磁波の共振条件を満たすように設定されていてもよい。例えば、規定距離z1は、(λ’/4)+((λ’/2)×N)(Nは0以上の整数:N=0,1,2,・・・)であるとよい。λ’は、封止材50を伝搬する電磁波の実効的な波長であり、例えば(1/n2)(c/fc)(c:光速,fc:発振の中心周波数)である。
すなわち、反射膜60は、規定距離z1が共振条件を満たしつつ、発振点P1が反射膜60の焦点に位置するように湾曲しているとよい。ただし、これに限られず、規定距離z1が共振条件を満たす一方、反射膜60の焦点と発振点P1とがずれてもよいし、その逆でもよい。反射膜60の湾曲態様は任意である。また、規定距離z1は任意であり、共振条件を満たさなくてもよい。
反射膜60は、z方向から見てテラヘルツ素子20よりも大きく形成されている。具体的には、反射膜60は、テラヘルツ素子20よりもx方向及びy方向の双方に大きく形成されている。z方向から見て、x方向又はy方向における反射膜60の端から端までの距離を反射膜60の開口幅とすると、反射膜60の開口幅は、テラヘルツ素子20のx方向の長さ及びy方向の長さの双方よりも長く設定されている。
本実施形態では、反射膜60は、テラヘルツ素子20から発生しかつ封止材50内を伝搬する電磁波を、z方向(具体的には上方)に向けて反射させる。換言すれば、反射膜60は、発振点P1にて発生しかつ封止材50内を伝搬する電磁波を一方向にガイドするものともいえる。
図8に示すように、テラヘルツ素子20は、例えば発振点P1から開口角度θの範囲に亘って放射状に電磁波を照射するものでもよい。すなわち、テラヘルツ素子20から発生する電磁波は指向性を有してもよい。開口角度θは、例えば120°~180°である。ただし、開口角度θについてはこれに限られず任意に変更可能である。
この構成において、反射膜60は、例えば発振点P1に対して開口角度θ以上の角度範囲に亘って形成されていてもよい。これにより、反射膜60によって反射されない電磁波を低減でき、利得の向上を図ることができる。
図7~図9に示すように、テラヘルツ装置10は、外部との電気的接続に用いられる電極71,72と、封止材50内に設けられ、テラヘルツ素子20と電気的に接続された導電部80,90と、を備える。
図9に示すように、本実施形態の電極71,72は、装置裏面12に形成されている。具体的には、電極71,72は、装置裏面12におけるx方向の両端部のうち一方の端部側に偏倚して配置されている。例えば、両電極71,72は、z方向から見て、テラヘルツ素子20及び反射膜60とは重ならない位置に配置されている。
より詳細には、図3に示すように、テラヘルツ素子20と反射膜60とは、封止材50のx方向の中央部よりも第1装置側面13側に配置されている。これに対応させて、両電極71,72は、装置裏面12におけるx方向の両端部のうち第1装置側面13側の端部とは反対側の第2装置側面14側の端部の近くに配置されている。このため、z方向から見て、テラヘルツ素子20と両電極71,72とはx方向に離間して配置されている。
両電極71,72は、y方向に離間して配列されている。両電極71,72は、互いに絶縁されている。本実施形態の両電極71,72は矩形状である。ただし、これに限られず、両電極71,72の形状や大きさは任意である。
電極71,72は、例えばNi層及びAu層を含む積層構造を有する。ただし、これに限られず、電極71,72の構成は任意に変更可能である。一例では、電極71,72は、Pd層を含む構成でもよいし、Sn層を含む構成でもよい。
図3に示すように、導電部80,90は、封止材50内に設けられている。すなわち、封止材50は、両導電部80,90ごとテラヘルツ素子20及び反射膜60を封止している。
ここで、両導電部80,90と反射膜60とは、離間した状態で封止材50に封止されている。このため、両導電部80,90と反射膜60との間には封止材50が介在している。これにより、導電部80,90と反射膜60とが電気的に接続しないようになっている。すなわち、封止材50は、導電部80,90と反射膜60とを絶縁するものとして機能している。
反射膜60は、封止材50に封止されている両導電部80,90やテラヘルツ素子20とは接触していない。すなわち、反射膜60は、電気的にフローティング状態である。封止材50は、反射膜60を電気的にフローティング状態にするために反射膜60を覆っているともいえる。
図7に示すように、両導電部80,90は、全体としてz方向から見てx方向に延びている。第1導電部80は、z方向から見てテラヘルツ素子20と第1電極71との双方と重なるようにx方向に延びており、第2導電部90は、z方向から見てテラヘルツ素子20と第2電極72との双方と重なるようにx方向に延びている。本実施形態では、x方向が「第1方向」に対応し、y方向が「第2方向」に対応する。
本実施形態では、両導電部80,90は、y方向に離間して並んで配置されている。具体的に説明すると、既に説明したとおり、両パッド33a,34aが発振点P1を介してy方向に対向配置されており、両電極71,72がy方向に並んでいる。これに対応させて、導電部80,90は、パッド33a,34aと電極71,72とに対向するようにy方向に離間して配列されている。両導電部80,90の間には封止材50が介在しているため、両導電部80,90は互いに絶縁されている。テラヘルツ素子20は、両導電部80,90に対してフリップチップ実装されている。なお、両導電部80,90は、z方向から見てテラヘルツ素子20から両電極71,72に向けて同一方向(x方向)に延びているともいえる。
図3に示すように、第1導電部80は、テラヘルツ素子20と第1電極71とを電気的に接続するものである。第1導電部80は、第1素子側導電部81と、第1電極側導電部83と、第1素子側接合部84と、第1電極側接合部85と、を備える。
第1素子側導電部81は、z方向を厚さ方向とする薄膜状であり、y方向を幅方向としてx方向に延びている。本実施形態では、第1素子側導電部81の幅は一定となっている。
第1素子側導電部81の一部は、反射膜60とz方向に対向している。すなわち、z方向から見て、第1素子側導電部81の一部は反射膜60と重なっている。ただし、z方向において、第1素子側導電部81はテラヘルツ素子20と反射膜60との間の高さ位置に配置されている。このため、第1素子側導電部81と反射膜60とは接触していない。
図3,7に示すように、第1素子側導電部81は、第1パッド33aに対してz方向に対向する第1素子対向部81aと、z方向から見て反射膜60からx方向にはみ出した第1はみ出し部81bと、第1素子対向部81aと第1はみ出し部81bとを繋ぐ第1接続部81cと、を備える。
第1素子対向部81aは、テラヘルツ素子20と反射膜60との間に設けられており、z方向から見てその少なくとも一部が第1パッド33aと重なるように形成されている。第1素子対向部81aは、反射膜60とz方向に対向している。第1パッド33aがx方向に延びていることに対応させて、第1素子対向部81aはx方向に延びている。例えば、第1素子対向部81aは、x方向を長手方向とし、y方向を短手方向とする矩形状に形成されている。
図3に示すように、第1導電部80は、第1素子対向部81aと第1パッド33aとの間に設けられた第1バンプ82を備える。テラヘルツ素子20は、第1バンプ82を介して第1素子対向部81aにフリップチップ実装されている。第1パッド33aと第1素子対向部81aとは、第1バンプ82によって電気的に接続されている。
本実施形態では、第1バンプ82は複数設けられている。例えば、第1パッド33a及び第1素子対向部81aがx方向に延びていることに対応させて、第1バンプ82はx方向に複数(本実施形態では2つ)配列されている。すなわち、第1バンプ82は、第1パッド33a及び第1素子対向部81aの長手方向に複数配列されているといえる。
第1素子対向部81a及び第1バンプ82は、z方向から見て発振点P1と重ならない位置に配置されている。第1バンプ82の形状は例えば四角柱状である。ただし、第1バンプ82の形状はこれに限られず任意に変更可能である。
第1バンプ82は、単層構造でもよいし、複数の積層構造でもよい。一例としては、第1バンプ82は、Cuを含む金属層と、Tiを含む金属層と、Snを含む合金層との積層構造でもよい。Snを含む合金層とは、例えばSn-Sb系合金層又はSn-Ag系合金層である。
なお、第1素子対向部81a上に、第1バンプ82を囲む第1絶縁層が形成されていてもよい。第1絶縁層は、上方に開口した枠状に形成されており、第1絶縁層内に第1バンプ82が収容されているとよい。これにより、第1バンプ82が側方にダレることを抑制できる。ただし、第1絶縁層は必須ではない。
なお、図7に示すように、本実施形態では、第1素子側導電部81は一定幅となっているため、第1素子対向部81aの幅、第1はみ出し部81bの幅、及び第1接続部81cの幅は一定となっている。
図3に示すように、第1電極側導電部83は、封止材50内においてz方向から見てテラヘルツ素子20及び反射膜60とは重ならない位置に配置されている。第1電極側導電部83は、z方向を厚さ方向とする薄膜状であり、z方向から見てy方向を幅方向としてx方向に延びている。
第1電極側導電部83は、z方向に折れ曲がったクランク状となっている。具体的には、第1電極側導電部83は、第1はみ出し部81bとz方向に対向する第1平坦部83aと、第1平坦部83aよりも装置裏面12及び第2装置側面14の近くに配置され、第1電極71と対向する第2平坦部83bと、両平坦部83a、83bを繋ぐ傾斜部83cと、を有する。第1平坦部83a及び第2平坦部83bは、x方向及びz方向の双方にずれて配置されている。第2平坦部83bは、第1平坦部83aよりも反射膜60から離れた位置に設けられている。傾斜部83cは、第1平坦部83aから第2平坦部83bに向けて徐々に装置裏面12に近づくように傾斜している。
第1素子側接合部84は、第1はみ出し部81bと第1平坦部83aとの間に設けられており、第1はみ出し部81bと第1平坦部83aとを接合している。第1素子側接合部84によって、第1素子側導電部81と第1電極側導電部83とが電気的に接続されている。なお、第1素子側接合部84の具体的な形状は任意に変更可能である。例えば、第1素子側接合部84は、z方向を高さ方向とする柱状でもよい。
第1電極側接合部85は、第2平坦部83bと第1電極71との間に設けられており、第2平坦部83bと第1電極71とを接合している。第1電極側接合部85によって、第1電極側導電部83と第1電極71とが電気的に接続されている。なお、第1電極側接合部85の具体的な形状は任意に変更可能である。例えば、第1電極側接合部85は、z方向を高さ方向とする柱状でもよい。
この構成によれば、テラヘルツ素子20の第1パッド33aは、第1バンプ82、第1素子側導電部81、第1素子側接合部84、第1電極側導電部83及び第1電極側接合部85を介して、第1電極71に電気的に接続されている。
図7に示すように、第2導電部90は、テラヘルツ素子20と第2電極72とを電気的に接続するものである。第2導電部90は、第2素子側導電部91と、第2電極側導電部93と、第2素子側接合部94と、第2電極側接合部95と、を備える。
本実施形態では、第1素子側導電部81と第2素子側導電部91とがy方向に並んでおり、第1電極側導電部83と第2電極側導電部93とがy方向に並んでいる。そして、第1素子側接合部84と第2素子側接合部94とがy方向に並んでおり、第1電極側接合部85と第2電極側接合部95とがy方向に並んでいる。
第2素子側導電部91は、z方向を厚さ方向とする薄膜状であり、y方向を幅方向としてx方向に延びている。本実施形態では、第2素子側導電部91の幅は一定となっている。
第2素子側導電部91の一部は、反射膜60とz方向に対向している。すなわち、z方向から見て、第2素子側導電部91の一部は反射膜60と重なっている。ただし、z方向において、第2素子側導電部91は、テラヘルツ素子20と反射膜60との間の高さ位置に配置されている。このため、第2素子側導電部91と反射膜60とは接触していない。
第2素子側導電部91は、第2パッド34aに対してz方向に対向する第2素子対向部91aと、z方向から見て反射膜60からx方向にはみ出した第2はみ出し部91bと、第2素子対向部91aと第2はみ出し部91bとを繋ぐ第2接続部91cと、を備える。
第2素子対向部91aは、テラヘルツ素子20と反射膜60との間に設けられており、z方向から見てその少なくとも一部が第2パッド34aと重なるように形成されている。第2素子対向部91aは、反射膜60とz方向に対向している。第2パッド34aがx方向に延びていることに対応させて、第2素子対向部91aはx方向に延びている。例えば、第2素子対向部91aは、x方向を長手方向とし、y方向を短手方向とする矩形状に形成されている。
本実施形態では、両パッド33a,34aがy方向に離間していることに対応させて、両素子対向部81a,91aは、y方向に対向配置されている。換言すれば、両素子対向部81a,91aは、z方向から見て発振点P1とは重ならないように発振点P1に対してy方向の両側に配置されている。
図7及び図8に示すように、第2導電部90は、第2素子対向部91aと第2パッド34aとの間に設けられた第2バンプ92を備える。テラヘルツ素子20は、第2バンプ92を介して第2素子対向部91aにフリップチップ実装されている。第2パッド34aと第2素子対向部91aとは、第2バンプ92によって電気的に接続されている。
本実施形態では、第2バンプ92は複数設けられている。例えば、第2パッド34a及び第2素子対向部91aがx方向に延びていることに対応させて、第2バンプ92はx方向に複数(本実施形態では2つ)配列されている。第2素子対向部91a及び第2バンプ92は、z方向から見て発振点P1と重ならない位置に配置されている。第2バンプ92の形状は例えば四角柱状である。ただし、第2バンプ92の形状はこれに限られず任意に変更可能である。
第2バンプ92は、単層構造でもよいし、複数の積層構造でもよい。一例としては、第2バンプ92は、Cuを含む金属層と、Tiを含む金属層と、Snを含む合金層との積層構造でもよい。Snを含む合金層とは、例えばSn-Sb系合金層又はSn-Ag系合金層である。
なお、第2素子対向部91a上に、第2バンプ92を囲む第2絶縁層が形成されていてもよい。第2絶縁層は、上方に開口した枠状に形成されており、第2絶縁層内に第2バンプ92が収容されているとよい。これにより、第2バンプ92が側方にダレることを抑制できる。ただし、第2絶縁層は必須ではない。
なお、図7に示すように、本実施形態では、第2素子側導電部91は一定幅となっているため、第2素子対向部91aの幅、第2はみ出し部91bの幅、及び第2接続部91cの幅は一定となっている。
第2電極側導電部93は、第2素子側接合部94を介して第2素子側導電部91と電気的に接続されており、第2電極側接合部95を介して第2電極72と電気的に接続されている。
この構成によれば、テラヘルツ素子20の第2パッド34aは、第2バンプ92、第2素子側導電部91、第2素子側接合部94、第2電極側導電部93及び第2電極側接合部95を介して、第2電極72に電気的に接続されている。
なお、第2電極側導電部93は、第1電極側導電部83と同様に、第1平坦部93aと、第2平坦部93bと、傾斜部93cと、を有する。第2電極側導電部93、第2素子側接合部94及び第2電極側接合部95の具体的な構成は、第1電極側導電部83、第1素子側接合部84及び第1電極側接合部85と同一であるため、詳細な説明は省略する。
図8及び図9に示すように、装置裏面12には、両電極71,72とは別に放熱電極73が設けられている。放熱電極73は、例えばz方向から見て反射膜60と重なる位置に配置されており、本実施形態では反射膜60の全体と重なる大きさに形成されている。放熱電極73は、両電極71,72と離間しており、両電極71,72とは絶縁されている。
この構成によれば、反射膜60にて発生した熱は、封止材50を介して放熱電極73に伝達され、放熱電極73を介してテラヘルツ装置10の外部に放出される。これにより、封止材50内にある反射膜60の熱をテラヘルツ装置10外に放出することができる。
次に図10~図24を用いて、本実施形態のテラヘルツ装置10の製造方法について説明する。なお、本実施形態では、複数(例えば2つ)のテラヘルツ装置10の製造方法について説明する。
図10に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、支持基板100上に第1封止層101を形成する第1封止工程を含む。
支持基板100は、例えば単結晶材料である半導体材料からなり、本実施形態においては、Siの単結晶材料である。本実施形態における支持基板100の厚さは、例えば725~775μm程度である。なお、支持基板100は、Siウエハに限定されず、例えばガラス基板であってもよい。
第1封止工程では、例えばモールド成型によって第1封止層101を形成する。本実施形態においては、第1封止層101は、電気絶縁性及び伝熱性を有する誘電体であり、例えばエポキシ樹脂を主剤とした合成樹脂である。第1封止層101が、封止材50の一部を構成している。第1封止層101の膜厚は、装置裏面12から素子側導電部81,91が形成されている高さ位置までの長さに設定されている。
図11及び図12に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、反射膜60が形成されるアンテナ面102と、両導電部80,90が形成される導電下地面103と、を形成する工程を含む。当該工程では、例えばプレス装置Mを用いてアンテナ面102及び導電下地面103を形成する。本実施形態では、アンテナ面102と導電下地面103とを1つの単位ユニットとして、当該単位ユニットがx方向に並んで複数(例えば2つ)形成される。アンテナ面102及び導電下地面103が形成されることによって、第1封止層101の表面である第1封止表面101aは凹凸形状となっている。
アンテナ面102は、反射膜60の形状に対応させて形成されている。具体的には、アンテナ面102は、アンテナ形状(例えばパラボラアンテナ形状)となるように湾曲している。
導電下地面103は、z方向から見てy方向を幅方向とする帯状である。本実施形態では、導電下地面103は、y方向に離間して配列される両電極側導電部83,93が配置できるようにy方向に幅を有する。
導電下地面103は、傾斜部83c,93cに対応させて傾斜している。例えば、導電下地面103は、支持基板100に向かうにつれて徐々に幅狭となるように傾斜している。また、導電下地面103の底面には、電極側接合部85,95に対応する窪み104が形成されている。
図13に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、第1封止表面101aに金属膜105を形成する工程を含む。当該工程では、第1封止表面101aの全体に金属膜105を形成する。なお、金属膜105の具体的な構成は任意であり、例えば下地層とめっき層とから構成されてもよい。
ここで、金属膜105は、窪み104の底面及び両側面に形成される。これにより、窪み104に形成される金属膜105は凹状となっている。つまり、金属膜105のうち窪み104に対応する部分には凹部106が形成されている。
図14に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、金属膜105の不要な部分を除去する工程を含む。当該工程では、例えばパターンエッチングによって金属膜105のうち反射膜60に対応する部分と両電極側導電部83,93に対応する部分とを残しつつ、それ以外の部分を除去する。特に、導電下地面103に形成されている金属膜105については、2つに分断して両電極側導電部83,93を形成する。これにより、反射膜60と両電極側導電部83,93とが形成される。
その後、図15に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、素子側接合部84,94と電極側接合部85,95とを形成する工程を含む。当該工程では、第1平坦部83a,93a上に素子側接合部84,94を形成するとともに、凹部106を金属で埋めて平坦にする。
次に、図16に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、第1封止層101(具体的には第1封止表面101a)上に第2封止層111を形成する第2封止工程を含む。第2封止工程では、例えばモールド成型によって第2封止層111を形成する。本実施形態では、第2封止層111は、第1封止層101と同一材料によって形成されている。すなわち、第2封止層111は、電気絶縁性及び伝熱性を有する誘電体であり、例えばエポキシ樹脂を主剤とした合成樹脂である。これにより、反射膜60と導電部80,90の一部(具体的には素子側導電部81,91以外の部分)とが、両封止層101,111とによって封止される。第2封止層111は、封止材50の一部を構成している。なお、第2封止層111は、必要な膜厚よりも余分に形成されている。
ここで、第1封止層101上に第2封止層111が形成される際に、第1封止層101と第2封止層111との間に第1界面112が形成される場合がある。ただし、第1界面112が形成されなくてもよい。
図17に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、第2封止層111を研磨する工程を含む。当該工程は、素子側接合部84,94が露出するように第2封止層111を研磨する工程である。
図18に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、素子側導電部81,91を形成する工程を含む。当該工程は、例えばパターニングによって素子側導電部81,91を形成する工程である。この場合、素子側接合部84,94上に素子側導電部81,91の一部を形成することによって、素子側導電部81,91と素子側接合部84,94とが電気的に接続される。
図19及び図20に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、テラヘルツ素子20を実装する素子実装工程を含む。素子実装工程は、フリップチップボンディングにより行われる。
例えば、図19に示すように、素子実装工程は、バンプ82,92を形成する工程を含む。バンプ82,92を形成する工程は、例えばバンプ82,92を形成するバンプ形成領域以外にレジスト層を形成する工程と、バンプ形成領域にバンプ82,92を構成する導電層を積層する工程と、レジスト層を除去する工程と、を含む。レジスト層は、例えば感光性レジストなどで形成されており、露光・現像によってパターニングされるものである。
図20に示すように、素子実装工程は、バンプ82,92を用いてテラヘルツ素子20を導電部80,90に接合する工程を含む。これにより、テラヘルツ素子20が導電部80,90にフリップチップ実装され、テラヘルツ素子20と導電部80,90とが電気的に接続される。
図21に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、第2封止層111上に第3封止層113を積層する第3封止工程を含む。第3封止工程では、例えばモールド成型によって第3封止層113を形成する。本実施形態においては、第3封止層113は、第1封止層101及び第2封止層111と同一材料によって形成されている。すなわち、第3封止層113は、電気絶縁性及び伝熱性を有する誘電体であり、例えばエポキシ樹脂を主剤とした合成樹脂である。
封止材50は、第1封止層101、第2封止層111及び第3封止層113によって構成されており、第1封止層101の下面が装置裏面12を構成し、第3封止層113の上面が装置主面11を構成する。テラヘルツ素子20、反射膜60、及び導電部80,90は封止材50によって封止される。
ここで、第2封止層111上に第3封止層113が形成される際に、第2封止層111と第3封止層113との間に第2界面114が形成される場合がある。つまり、封止材50は、第1界面112と第2界面114とを有する積層構造であってもよい。ただし、第2界面114が形成されなくてもよい。
なお、第3封止工程は、第3封止層113を所望の厚さよりも厚く形成する工程と、その後研磨によって所望の厚さにする工程とを含むものでもよい。また、第3封止層113を形成する前に、テラヘルツ素子20の下方(テラヘルツ素子20と第2封止層111又は導電部80,90との間)に、例えばエポキシ樹脂を主剤としたアンダーフィルを充填させておいてもよい。
図22に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、支持基板100及び第1封止層101の一部を除去して、装置裏面12及び電極側接合部85,95を露出させる露出工程を含む。露出工程は、例えば機械研削盤を用いる。なお、支持基板100及び第1封止層101の一部を除去する方法は、機械研削盤を用いた構成に限定されない。
図23に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、電極71,72及び放熱電極73を形成する工程を含む。電極71,72及び放熱電極73を形成する工程は、例えば無電解めっきによって行う。本実施形態においては、無電解めっきにより、Ni層、Pd層及びAu層の順に各々を積層させることにより、電極71,72及び放熱電極73を形成する。
なお、電極71,72及び放熱電極73の形成方法は、これに限定されず、Ni層及びAu層を順に積層させてもよいし、Au層のみを積層させてもよいし、Snのみを形成してもよいし、Ni層上にSnを形成してもよい。
図24に示すように、テラヘルツ装置10の製造方法は、複数のテラヘルツ装置10を1つずつに分けるダイシング工程を含む。これにより、複数のテラヘルツ装置10を同時に製造できる。
なお、説明の便宜上、2つのテラヘルツ装置10の製造方法について説明したが、3つ以上でもよいし、1つでもよい。
次に本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、テラヘルツ素子20から発生した電磁波は、封止材50内を通って反射膜60に伝搬し、当該反射膜60によって一方向(本実施形態では上方)に向けて反射される。これにより、テラヘルツ装置10(具体的には装置主面11)から電磁波が出力される。本実施形態の装置主面11は、反射膜60によって反射された電磁波が出力される出力面ともいえる。
ここで、テラヘルツ素子20と反射膜60とが封止材50に封止されているため、両者の間に異物が混入しにくいとともに、反射膜60が空気に晒されることによる劣化が生じにくくなっている。また、テラヘルツ素子20と反射膜60との相対位置が封止材50によって固定されているため、両者の位置ずれが生じにくい。
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
(1-1)テラヘルツ装置10は、電磁波を発生させるテラヘルツ素子20と、テラヘルツ素子20と対向する位置に設けられ、電磁波を一方向(本実施形態では上方)に向けて反射させる反射膜60と、テラヘルツ素子20及び反射膜60を封止する封止材50と、を備える。
この構成によれば、テラヘルツ素子20から発生した電磁波は、封止材50内を通って反射膜60に伝搬され、反射膜60によって一方向に反射される。これにより、電磁波の出力を高くすることができる。すなわち、テラヘルツ装置10から出力される電磁波の利得を向上させることができる。
ここで、テラヘルツ素子20と反射膜60とが封止材50によって封止されているため、両者の間に異物などが混入しにくい。これにより、異物によって電磁波の伝搬が阻害されることを抑制できる。また、反射膜60が空気に晒されないため、空気中に含まれる水分や酸素などによって反射膜60が劣化することを抑制できる。
さらに、例えば接着剤などを用いて、テラヘルツ素子20が搭載されている部品と反射膜60が形成されている部品とを貼り合わせる構成と比較して、テラヘルツ素子20と反射膜60とが位置ずれしにくい。これにより、テラヘルツ素子20と反射膜60との位置ずれを抑制できる。
(1-2)封止材50内には導電部80,90が設けられている。テラヘルツ素子20は導電部80,90にフリップチップ実装されている。この構成によれば、ワイヤボンディングによる実装と比較して、信号伝送の高速化を図ることができる。
すなわち、テラヘルツ帯の電磁波という高周波帯域においてワイヤボンディングによる実装では、信号の伝送速度がワイヤによって律速されるという不都合が懸念される。この点、ワイヤを用いないフリップチップ実装であれば、上記不都合が生じない。これにより、信号伝送の高速化を図ることができる。
(1-3)封止材50は、テラヘルツ装置10の高さ方向であるz方向の両端面として装置主面11及び装置裏面12を備える。反射膜60によって反射された電磁波は装置主面11から出力される。装置裏面12は装置主面11とは反対側の面であり、当該装置裏面12には電極71,72が形成されている。導電部80,90は、テラヘルツ素子20と電極71,72とを電気的に接続する。この構成によれば、導電部80,90を介して、封止材50に封止されているテラヘルツ素子20と、封止材50外であって装置裏面12に形成された電極71,72とが電気的に接続されている。この場合、回路基板などへのテラヘルツ装置10の実装を容易に行うことができる。
すなわち、装置裏面12に電極71,72が形成されているため、テラヘルツ装置10を回路基板に実装する際には、装置裏面12と回路基板とが対向するようにテラヘルツ装置10を配置し、半田などの導電性接合材を用いて電極71,72と回路基板とを接合すればよい。これにより、ワイヤなどを用いてテラヘルツ装置10と回路基板とを電気的に接続する必要がなく、比較的容易にテラヘルツ装置10を実装できる。
また、電磁波が出力される装置主面11とは反対側の装置裏面12に電極71,72が形成されているため、電極71,72によってテラヘルツ装置10から出力される電磁波が阻害されるといった不都合を抑制できる。
(1-4)テラヘルツ素子20は装置裏面12よりも装置主面11の近くに偏倚して配置されており、反射膜60はテラヘルツ素子20よりも装置裏面12の近くに配置されている。この構成によれば、テラヘルツ素子20が装置主面11寄りに配置されているため、封止材50内における反射膜60のスペースを広く確保できる。これにより、例えばパラボラアンテナ形状のようなz方向にスペースを占める反射膜60を設置する場合であっても、テラヘルツ装置10の高さ方向(本実施形態ではz方向)の大型化を抑制できる。
(1-5)テラヘルツ素子20は、反射膜60の方を向いたパッド33a,34aを有する。導電部80,90は、テラヘルツ素子20と反射膜60との間に設けられ、パッド33a,34aに対してz方向に対向する素子対向部81a,91aと、パッド33a,34aと素子対向部81a,91aとの間に設けられたバンプ82,92と、を有する。テラヘルツ素子20は、バンプ82,92を介して素子対向部81a,91aにフリップチップ実装されている。この構成によれば、(1-2)の効果を奏する。
なお、テラヘルツ素子20と反射膜60とが対向している関係上、反射膜60によって反射された電磁波は、テラヘルツ素子20によって阻害される。テラヘルツ素子20と対向している素子対向部81a,91a及びバンプ82,92は、テラヘルツ素子20によって電磁波が阻害される領域内に配置されるため、素子対向部81a,91a及びバンプ82,92によって新たに電磁波が阻害される部分が形成されることはない。
(1-6)パッド33a,34aは長手方向及び短手方向を有する形状であることに対応させて、素子対向部81a,91aはパッド33a,34aの長手方向であるx方向に延びている。そして、バンプ82,92はx方向に複数配列されている。この構成によれば、バンプ82,92によるコンタクト面積の増加を図ることができるため、オン抵抗の低下を図ることができる。
(1-7)電極71,72は、装置裏面12のうちz方向から見て反射膜60とは重ならない部分に形成されている。この構成によれば、電極71,72が反射膜60と重なる部分に形成されている場合と比較して、反射膜60の熱が電極71,72に伝わりにくい。これにより、反射膜60の熱に起因する電極71,72とテラヘルツ装置10の実装対象(例えば回路基板)との電気的接続への悪影響を抑制できる。
(1-8)装置裏面12のうちz方向から見て反射膜60と重なる部分には、反射膜60の熱が伝達される放熱電極73が形成されている。この構成によれば、放熱電極73を介して反射膜60の熱を放出することができる。これにより、反射膜60に起因するテラヘルツ装置10の発熱を抑制できる。また、回路基板への実装時において、電極71,72の厚さに起因するテラヘルツ装置10のガタツキを抑制できる。
(1-9)第1導電部80は、第1素子側導電部81及び第1電極側導電部83を備える。第1素子側導電部81は、第1素子対向部81aと、z方向から見て反射膜60からはみ出した第1はみ出し部81bと、第1素子対向部81aと第1はみ出し部81bとを繋ぐ第1接続部81cと、を有する。第1電極側導電部83は、テラヘルツ装置10の高さ方向から見てテラヘルツ素子20及び反射膜60とは重ならない位置に設けられ、第1はみ出し部81b及び第1電極71と電気的に接続されたものである。この構成によれば、反射膜60と対向する位置に設けられているテラヘルツ素子20と、反射膜60と重ならない位置に設けられている第1電極71とを電気的に接続することができる。なお、第2導電部90についても同様である。
(1-10)第1電極側導電部83は、z方向に折り曲げられたクランク状となっている。この構成によれば、高さが異なる第1素子側導電部81と第1電極71とを電気的に接続することができる。なお、第2電極側導電部93についても同様である。
(1-11)第1素子側導電部81は、封止材50内において装置裏面12よりも装置主面11側に配置されている。第1電極側導電部83は、第1はみ出し部81bに対してz方向に対向する第1平坦部83aと、第1電極71に対してz方向に対向する第2平坦部83bと、両平坦部83a、83bを繋ぐものであって第1平坦部83aから第2平坦部83bに向かうにつれて装置裏面12に近づくように傾斜した傾斜部83cと、を有する。これにより、(1-10)の効果を奏する。なお、第2導電部90についても同様である。
(1-12)第1導電部80は、第1はみ出し部81bと第1平坦部83aとの間に設けられ、第1はみ出し部81bと第1平坦部83aとを接合する第1素子側接合部84と、第2平坦部83bと第1電極71との間に設けられ、第2平坦部83bと第1電極71とを接合する第1電極側接合部85と、を有する。この構成によれば、第1素子側接合部84と第1電極側接合部85とを用いることにより、第1はみ出し部81bと第1平坦部83aとの高さ位置が異なったり、第2平坦部83bと第1電極71との高さ位置が異なったりする場合であっても、第1素子側導電部81と第1電極71とを電気的に接続できる。
(1-13)両電極71,72は、装置裏面12のうちz方向から見て反射膜60に対して第1方向としてのx方向にずれた位置にて、第2方向としてのy方向に並んで配置されている。両導電部80,90は、z方向から見てy方向に並んだ状態でx方向に延びている。この構成によれば、両導電部80,90が並んで配置されているため、両導電部80,90が近づいている。これにより、両導電部80,90内を伝送される信号の高速化を図ることができる。よって、高速な変調信号の送受信を行うことができる。
(1-14)テラヘルツ素子20は、電磁波の発振を行う発振点P1を有する。両パッド33a,34aは、発振点P1を介してy方向に離間して対向配置されている。両パッド33a,34aは、両パッド33a,34aの対向方向と直交するx方向に延びている。これにより、両パッド33a,34aと発振点P1から発生する電磁波との干渉を抑制しつつ、両パッド33a,34aの面積を大きくできる。
そして、両パッド33a,34aがx方向に延びていることに対応させて、素子対向部81a,91aがx方向に延びており、バンプ82,92がx方向に複数配列されている。これにより、オン抵抗の低下を図ることができる。
(1-15)テラヘルツ素子20の屈折率を素子屈折率n1とし、封止材50の屈折率を封止屈折率n2とすると、n1>n2>1となっている。すなわち、封止屈折率n2は、空気の屈折率よりも高い。この構成によれば、テラヘルツ素子20が空気に囲まれている場合と比較して、テラヘルツ素子20の内外の境界における屈折率の変化を小さくすることができる。これにより、テラヘルツ素子20の内外の境界における過度な電磁波の反射を抑制でき、それを通じてテラヘルツ素子20内で多数の共振モードが発生することを抑制できる。
(1-16)反射膜60は電気的にフローティング状態である。この構成によれば、反射膜60によって電磁波が吸収されるなどといった不都合を抑制できる。
(1-17)テラヘルツ素子20は、発振点P1を有する素子主面21と、素子主面21とは反対側の面である素子裏面22と、を有する。テラヘルツ素子20は、素子主面21が反射膜60を向いた状態で封止材50に封止されている。この構成によれば、発振点P1から発生した電磁波は、テラヘルツ素子20内を通ることなく、反射膜60に向けて伝搬する。これにより、電磁波が反射膜60に到達し易いため、反射膜60を用いて電磁波を好適に反射させることができる。これにより、利得の更なる向上を図ることができる。
(1-18)反射膜60はパラボラアンテナ形状である。この構成によれば、電磁波を好適に一方向に向けて反射させることができる。これにより、利得の向上を図ることができる。
(1-19)反射膜60は、当該反射膜60の焦点が発振点P1に位置するように配置されている。この構成によれば、発振点P1から発生した電磁波は、反射膜60によって一方向に誘導される。これにより、反射膜60によって一方向に向けて反射されない電磁波を低減でき、利得の向上を図ることができる。
(1-20)反射膜60の中心点P2と発振点P1との距離である規定距離z1は、電磁波の共振条件を満たすように設定されている。具体的には規定距離z1は、(λ’/4)+((λ’/2)×N)(Nは0以上の整数:N=0,1,2,・・・)であるとよい。λ’は、例えば(1/n2)(c/fc)(c:光速,fc:発振の中心周波数)である。これにより、利得の更なる向上を図ることができる。
(1-21)テラヘルツ素子20の素子裏面22には、電磁波を反射する素子反射層35が形成されている。この構成によれば、テラヘルツ素子20から上方に漏れる電磁波を抑制できるとともに、テラヘルツ素子20から反射膜60に向かう電磁波の出力を高めることができる。これにより、利得の更なる向上を図ることができる。
(第1実施形態の変更例)
第1実施形態のテラヘルツ装置10の変更例を以下に示す。ただし、下記変更例は、技術的に矛盾が生じない限り、他の実施形態に適用してもよいし、変更例同士を組み合わせてもよい。
・図25に示すように、素子反射層35を省略してもよい。この場合、テラヘルツ素子20は、上方及び下方の双方に電磁波を出力する。つまり、テラヘルツ素子20は、電磁波の出力について指向性を有する構成でもよいし、指向性を有しない構成でもよい。
・図26に示すように、テラヘルツ素子20が発振点P1から開口角度θの範囲に亘って放射状に電磁波を照射する構成において、反射膜60は、発振点P1に対して開口角度θ未満の角度範囲に亘って形成されていてもよい。つまり、反射膜60は、テラヘルツ素子20から発生する電磁波の一部を反射させる構成でもよい。
・図27及び図28に示すようにテラヘルツ素子20は、z方向から見て発振点P1が反射膜60の中心点P2からずれた位置に配置されていてもよい。すなわち、反射膜60の焦点が発振点P1と一致していなくてもよい。
この場合、テラヘルツ素子20は、例えば電極71,72(換言すればはみ出し部81,91b)寄りに偏倚して配置されているとよい。これにより、接続部81c,91cの長さを短くすることができるため、接続部81c,91cによる電磁波の遮断(ブロッキング)を抑制できる。
・図29及び図30に示すように、x方向に延びている接続部120,130は、素子対向部81a,91aよりもy方向に幅狭に形成されていてもよい。すなわち、接続部120,130のy方向の長さは、素子対向部81a,91aのy方向の長さよりも短くてもよい。これにより、電磁波の伝搬が接続部120,130によって阻害されにくくなる。したがって、接続部120,130による電磁波の遮断(ブロッキング)を軽減できる。
なお、接続部120,130の一部が素子対向部81a,91aと同一幅となっていてもよい。すなわち、接続部120,130の少なくとも一部が素子対向部81a,91aよりも幅狭となっていればよい。
また、接続部120,130は、素子対向部81a,91aよりも幅狭に形成された接続本体部121,131と、接続本体部121,131と素子対向部81a,91aとを繋ぐ素子側テーパ部122,132と、を有してもよい。素子側テーパ部122,132は、接続本体部121,131から素子対向部81a,91aに向かうにつれて徐々に幅広に形成されている。素子側テーパ部122,132は、接続本体部121,131から素子対向部81a,91aに向かうにつれて徐々に互いに離れるように傾斜した一対の素子側傾斜面122a,132aを有する。この構成によれば、導電部80,90内にて発生する反射波を低減できる。
また、本変更例の第1はみ出し部123は、第1接続部120(第1接続本体部121)よりも幅広であって第1素子側接合部84と重なる第1重なり部124と、第1接続部120側から第1重なり部124に向かうにつれて徐々に幅広となるように形成された第1電極側テーパ部125と、を有してもよい。これにより、第1素子側接合部84とのコンタクト面積を確保しつつ、第1導電部80内における反射波を低減できる。
同様に、本変更例の第2はみ出し部133は、第2接続部130(第2接続本体部131)よりも幅広であって第2素子側接合部94と重なる第2重なり部134と、第2接続部130側から第2重なり部134に向かうにつれて徐々に幅広となるように形成された第2電極側テーパ部135と、を有してもよい。
・第1素子側テーパ部122及び第1電極側テーパ部125の少なくとも一方を省略してもよい。同様に、第2素子側テーパ部132及び第2電極側テーパ部135の少なくとも一方を省略してもよい。
・素子側テーパ部及び電極側テーパ部の具体的な形状は任意に変更可能である。
例えば、図31及び図32に示すように、第1素子側テーパ部141は、片側テーパ形状でもよい。具体的には、第1素子側テーパ部141は、y方向に対して直交した第1素子側フラット面142と、第1接続本体部121から第1素子対向部81aに向かうにつれて第1素子側フラット面142から離れるように傾斜した第1素子側傾斜面143と、を有する構成であってもよい。
また、第1電極側テーパ部144は、y方向に対して直交した第1電極側フラット面145と、第1接続本体部121から第1重なり部124に向かうにつれて第1電極側フラット面145から離れるように傾斜した第1電極側傾斜面146と、を有する構成であってもよい。
同様に、第2素子側テーパ部151は、片側テーパ形状でもよい。具体的には、第2素子側テーパ部151は、y方向に対して直交した第2素子側フラット面152と、第2接続本体部131から第2素子対向部91aに向かうにつれて第2素子側フラット面152から離れるように傾斜した第2素子側傾斜面153と、を有する構成であってもよい。
また、第2電極側テーパ部154は、y方向に対して直交した第2電極側フラット面155と、第2接続本体部131から第2重なり部134に向かうにつれて第2電極側フラット面155から離れるように傾斜した第2電極側傾斜面156と、を有する構成であってもよい。
図31に示すように、第1素子側フラット面142と第2素子側フラット面152とがy方向に対向しており、第1電極側フラット面145と第2電極側フラット面155とがy方向に対向している。これにより、両素子側導電部81,91におけるy方向の離間距離が一定となっている。
・図33及び図34に示すように、両接続本体部121,131が、両素子対向部81a,91aよりも互いに近づいて配置されていてもよい。すなわち、両接続本体部121,131の対向距離が、両素子対向部81a,91aの対向距離よりも短くてもよい。この場合、両素子側テーパ部161,162は、接続本体部121,131から素子対向部81a,91aに向かうにつれて徐々に互いに離れるように傾斜しているとよい。これにより、両導電部80,90内を伝送される信号の更なる高速化を図ることができる。
この場合、第1素子側テーパ部161における一対の第1素子側傾斜面161aは、同一方向に傾斜するとともに、第1素子対向部81aに向かうにつれて徐々に幅広になるようにその傾斜角度が異なっている。また、第2素子側テーパ部162における一対の第2素子側傾斜面162aは、第1素子側傾斜面161aとは反対方向に傾斜するとともに、第2素子対向部91aに向かうにつれて徐々に幅広になるようにその傾斜角度が異なっている。
・図35に示すように、テラヘルツ装置10は、装置主面11に形成された反射低減膜170を備えてもよい。反射低減膜170は、反射防止膜ともいえるし、ARコーティング膜ともいえる。
反射低減膜170は、例えば装置主面11のうちz方向から見て導電部80,90又は電極71,72と重なりかつ反射膜60とは重ならない部分に形成されているとよい。これにより、導電部80,90又は電極71,72にて電磁波が反射することに起因する定在波の発生を抑制できる。なお、反射低減膜170の具体的構成は、少なくともテラヘルツ帯の電磁波の反射を低減することができれば任意に変更可能である。
(第2実施形態)
図36~図40を参照して、第2実施形態のテラヘルツ装置10について説明する。以下の説明において、第1実施形態のテラヘルツ装置10と共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図36に示すように、本実施形態のテラヘルツ装置10は、テラヘルツ素子20に電気的に接続される特定素子の一例としての保護ダイオード181,182を備える。保護ダイオード181,182は、テラヘルツ素子20に対して電気的に接続されており、本実施形態ではテラヘルツ素子20に対して並列接続されている。両保護ダイオード181,182は、テラヘルツ素子20に対して互いに逆方向となるように接続されている。保護ダイオード181,182は、通常のダイオードの他に、ツェナーダイオード、ショットキーダイオード、又は発光ダイオードであってもよい。
なお、特定素子としては、保護ダイオード181,182に限られず、制御IC(例えばASIC)でもよい。制御ICは、例えば、テラヘルツ素子20に流れる電流検知、アンプ、テラヘルツ素子20への電力供給、又は信号処理などを行うものであるとよい。また、特定素子とテラヘルツ素子20との接続態様は任意に変更可能であり、例えば直列接続でもよい。
図37に示すように、両保護ダイオード181,182は、封止材50内に設けられている。すなわち、封止材50は、両保護ダイオード181,182及びテラヘルツ素子20を封止している。
両保護ダイオード181,182は、z方向から見て反射膜60とは重ならない位置に配置されている。具体的には、保護ダイオード181,182は、電極側導電部83,93の第2平坦部83b,93bに設けられている。これにより、反射膜60によって反射された電磁波の伝搬(出力)が保護ダイオード181,182によって阻害されることを回避できる。
本実施形態では、第2平坦部83b,93bは、電極側導電部83,93の第1平坦部83a,93aよりもx方向に長く延びている。また、両保護ダイオード181,182は、z方向から見て電極側接合部85,95と重ならないようにx方向にずれて配置されている。ただし、これに限られず、両保護ダイオード181,182の少なくとも一方が電極側接合部85,95に対して重なっていてもよい。
図37及び図38に示すように、本実施形態における両保護ダイオード181,182は、両電極側導電部83,93に跨って配置されており、導電性接合材183によって両電極側導電部83,93に対して電気的に接続されている。例えば、第1保護ダイオード181のアノード電極及びカソード電極のうち一方が第1電極側導電部83に接続されており、他方が第2電極側導電部93に接続されている。そして、第2保護ダイオード182のアノード電極及びカソード電極は、第1保護ダイオード181とは逆接続となるように両電極側導電部83,93に接続されている。なお、導電性接合材183の具体的な材料は、例えば半田など任意である。
次に本実施形態のテラヘルツ装置10の製造方法について説明する。
本実施形態のテラヘルツ装置10の製造方法は、各接合部84,85,94,95を形成する工程と第2封止工程との間に、保護ダイオード181,182を実装する工程を含む。
具体的には、図39に示すように、保護ダイオード181,182を両電極側導電部83,93の第2平坦部83b,93bに実装する。
そして、図40に示すように、第2封止工程では、保護ダイオード181,182ごと第2封止層111を形成する。これにより、保護ダイオード181,182が封止材50に封止される。
以上詳述した本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
(2-1)テラヘルツ装置10は、テラヘルツ素子20に対して並列接続された保護ダイオード181,182を備える。この構成によれば、例えば静電気等に起因してテラヘルツ素子20の両端に高電圧が印加された場合には、保護ダイオード181,182を経由して電流を流すことが可能となる。これにより、テラヘルツ素子20に過度な電流が流れることを抑制できるため、テラヘルツ素子20を保護できる。
(2-2)両保護ダイオード181,182は、テラヘルツ素子20に対して互いに逆方向となるように接続されている。この構成によれば、いずれの方向の高電圧が発生した場合であってもテラヘルツ素子20を保護できる。
(2-3)保護ダイオード181,182は、z方向から見て反射膜60と重ならない位置に配置されている。この構成によれば、反射膜60によって反射された電磁波が保護ダイオード181,182によって阻害されることを抑制できる。
(2-4)両電極側導電部83,93はy方向に並んで設けられており、保護ダイオード181,182は、電極側導電部83,93の第2平坦部83b,93bに跨って配置されている。これにより、保護ダイオード181,182と両電極側導電部83,93との電気的接続を容易に行うことができる。
(第3実施形態)
図41及び図42を参照して、第3実施形態のテラヘルツ装置10について説明する。以下の説明において、第1実施形態のテラヘルツ装置10と共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図41及び図42に示すように、本実施形態の両電極71,72は、装置裏面12のうちz方向から見て反射膜60に対してx方向の両側に設けられている。具体的には、本実施形態のテラヘルツ素子20及び反射膜60は、封止材50におけるx方向の中央部に配置されている。そして、装置裏面12のうちz方向から見て反射膜60と重なる位置には放熱電極73が形成されている。両電極71,72は、放熱電極73に対してx方向の両側に配置されている。
図42に示すように、本実施形態の両パッド33a,34aは、発振点P1を介してx方向に対向配置されている。両パッド33a,34aはx方向に離間している。第1パッド33aは、発振点P1よりも第1素子側面23の近くに配置されており、第2パッド34aは、発振点P1よりも第2素子側面24の近くに配置されている。両パッド33a,34aは、y方向を長手方向としx方向を短手方向とする形状(例えば矩形状)である。
本実施形態の導電部190,200は、z方向から見て、テラヘルツ素子20から互いに離れるようにx方向に延びている。具体的には、第1導電部190は、z方向から見てテラヘルツ素子20から第1電極71に向けてx方向に延びており、第2導電部200は、z方向から見てテラヘルツ素子20から第1電極71に向かう方向とは反対方向に延びている。両導電部190,200は、y方向に並んでおらず、180°ずれて配置されている。両導電部190,200は、発振点P1に対してx方向に左右対称に配置されている。
図41及び図42に示すように、本実施形態の導電部190,200は、第1実施形態と同様に、素子側導電部191,201と、電極側導電部193,203と、素子側接合部194,204と、電極側接合部195,205と、を備える。そして、素子側導電部191,201は、素子対向部191a,201aと、はみ出し部191b,201bと、接続部191c,201cと、を有する。
本実施形態の素子対向部191a,201aは、y方向を長手方向としx方向を短手方向とする形状(例えば矩形状)である。バンプ82,92は、素子対向部191a,201aとパッド33a,34aとの間に設けられており、y方向に複数配列されている。
本実施形態の接続部191c,201cの少なくとも一部は、素子対向部191a,201aよりも幅狭に形成されている。すなわち、接続部191c,201cのy方向の長さは、素子対向部191a,201aのy方向の長さよりも短い。
本実施形態のはみ出し部191b,201bは、接続部191c,201cと同一幅に形成されている。ただし、これに限られず、はみ出し部191b,201bは、素子対向部191a,201aのように接続部191c,201cよりも幅広に形成されていてもよいし、少なくとも一部が接続部191c,201cよりも幅狭に形成されていてもよい。
本実施形態の第2電極側導電部203、第2素子側接合部204及び第2電極側接合部205は、第1電極側導電部193、第1素子側接合部194及び第1電極側接合部195と左右対称に配置されている。本実施形態における電極側導電部193,203、素子側接合部194,204及び電極側接合部195、205の具体的な構成は、第1実施形態の対応する構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。
以上詳述した本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
(3-1)両電極71,72は、装置裏面12のうちz方向から見て反射膜60に対してx方向の両側に設けられており、両導電部190,200はz方向から見てテラヘルツ素子20から互いに離れるように延びており、発振点P1に対してx方向に対して対称配置されている。これにより、両導電部80,90が非対称であることに起因する電磁波の放射モードへの悪影響を抑制できる。
(3-2)第1パッド33a及び第1素子対向部81aはy方向に延びており、第1バンプ82はy方向に複数配列されている。同様に、第2パッド34a及び第2素子対向部91aはy方向に延びており、第2バンプ92はy方向に複数配列されている。これにより、コンタクト面積を大きくすることができ、オン抵抗の低減を図ることができる。
ここで、両パッド33a,34aが発振点P1を介してx方向に離間して設けられている構成において、仮に両パッド33a,34aをx方向に延ばすと、両パッド33a,34aの離間距離が短くなり、短絡のおそれが生じたり、発振点P1と両パッド33a,34aとの干渉によって電磁波の伝搬が阻害されたりする不都合が懸念される。この点、本実施形態では、両パッド33a,34aの対向方向とは直交する方向であるy方向に延びているため、上記不都合を抑制できる。
(第3実施形態の変更例)
第3実施形態のテラヘルツ装置10の変更例を以下に示す。ただし、下記変更例は、技術的に矛盾が生じない限り、他の実施形態に適用してもよいし、変更例同士を組み合わせてもよい。
・図43及び図44に示すように、接続部210,220は、素子対向部191a,201aよりも幅狭の接続本体部211,221と、接続本体部211,221から素子対向部191a,201aに向かうにつれて徐々に幅広となるように形成された素子側テーパ部212,222と、を有する構成でもよい。これにより、反射波を低減できる。
・両導電部190,200は、発振点P1に対してy方向に対称配置される構成でもよいし、x方向及びy方向の双方に交差する方向に対称配置される構成でもよい。この場合、両パッド33a,34aの対向方向が両導電部190,200の対称方向と一致するように、テラヘルツ素子20が斜めに配置されてもよい。
・図45に示すように、テラヘルツ装置10は、装置主面11及び装置裏面12の双方に電極が形成された両面電極構造でもよい。具体的には、テラヘルツ装置10は、装置主面11に形成された主面電極231,232を有してもよい。主面電極231,232は、例えばz方向から見て反射膜60と重ならないように形成されており、一例としては装置主面11における反射膜60に対してx方向の両側の領域に形成されている。
また、導電部190,200は、テラヘルツ素子20と主面電極231,232とを電気的に接続するように構成されているとよい。例えば、導電部190,200は、主面電極231,232とはみ出し部191b,201bとを繋ぐピラー233,234を有してもよい。ピラー233,234は、例えばz方向に延びた柱状である。
本変更例のテラヘルツ装置10は、主面電極231,232を用いて回路基板240に実装されてもよい。具体的には、導電性接合材241によって主面電極231,232と回路基板240とが接合されるとよい。この場合、図45に示すように、回路基板240における反射膜60と対向する部分には、回路基板240をz方向に貫通した基板孔242が形成されていてもよい。基板孔242は、例えばz方向から見て反射膜60よりも大きく形成されているとよい。これにより、反射膜60によって反射された電磁波は、基板孔242を介して一方向である上方に向けて出力される。
・なお、上記変更例におけるテラヘルツ装置10において、装置裏面12に形成された電極71,72を省略してもよい。要は、テラヘルツ装置10は、装置主面11に形成された主面電極231,232と、装置裏面12に形成された電極71,72との少なくとも一方を有する構成であってもよい。
(第4実施形態)
図46及び図47を参照して、第4実施形態のテラヘルツ装置10について説明する。以下の説明において、第1実施形態のテラヘルツ装置10と共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図46及び図47に示すように、本実施形態のテラヘルツ装置10は複反射鏡型である。
具体的に説明すると、テラヘルツ素子20は、装置裏面12に向けて凸となるように湾曲している反射膜60の内側に配置された状態で封止材50に封止されている。この場合、テラヘルツ素子20は、封止材50内におけるz方向の中央部又はそれよりも装置裏面12側に配置されてもよい。本実施形態では、素子主面21は反射膜60を向いている。この場合、素子裏面22が上方(換言すれば装置主面11)を向いている。
反射膜60の内側にテラヘルツ素子20が配置されている本実施形態では、テラヘルツ素子20と反射膜60とは、x方向及びy方向に対向しているといえるし、z方向に対向しているともいえる。なお、本実施形態のテラヘルツ素子20には素子反射層35は形成されていない。
テラヘルツ装置10は、テラヘルツ素子20及び反射膜60の双方と対向する副反射膜250を備える。副反射膜250は、素子裏面22とz方向に対向しているとともに、z方向に対して傾斜した斜めの方向において反射膜60と対向している。副反射膜250は封止材50に封止されている。テラヘルツ素子20は、副反射膜250と反射膜60との間に設けられている。
副反射膜250は、z方向から見て反射膜60よりも小さく形成されている。副反射膜250は、z方向から見てテラヘルツ素子20と重なる位置に設けられている。換言すれば、副反射膜250は、z方向から見たテラヘルツ素子20の投影領域内に配置されている。副反射膜250は、例えば反射膜60(換言すればテラヘルツ素子20)に向けて凸となるように湾曲している。すなわち、本実施形態の副反射膜250は、カセグレンアンテナ形状を採用している。この場合、反射膜60が主反射器に対応し、副反射膜250が副反射器に対応する。
図47に示すように、本実施形態の両電極71,72は、装置裏面12におけるz方向から見て反射膜60と重なる部分に形成されている。両電極71,72はx方向に離間して対向配置されている。x方向は、両電極71,72の対向方向ともいえる。
本実施形態のテラヘルツ素子20では、第3実施形態と同様に、素子主面21に形成された両パッド33a,34aは、発振点P1を介してx方向に対向配置されている。
本実施形態の導電部251,252は、電極71,72からテラヘルツ素子20に向けて起立した柱状である。導電部251,252は、反射膜60に形成された貫通孔253,254を通って反射膜60の内側に入り込んでいる。両導電部251,252は、x方向に離間して配列されている。
テラヘルツ素子20は導電部251,252と電気的に接続されている。具体的には、導電部251,252の先端面251a,252aとパッド33a,34aとはz方向に対向しており、その間にはバンプ82,92が設けられている。テラヘルツ素子20は、バンプ82,92を介して導電部251,252にフリップチップ実装されている。これにより、テラヘルツ素子20(パッド33a,34a)と電極71,72とが電気的に接続されている。
導電部251,252と反射膜60とは絶縁されている。例えば、貫通孔253,254は導電部251,252よりも大きく形成されており、貫通孔253,254の内面と導電部251,252との間には封止材50が充填されている。これにより、導電部251,252と反射膜60とが接触することを抑制できる。なお、導電部251,252の側面に絶縁コーティングが形成されていてもよい。この場合、貫通孔253,254の内面と導電部251,252との間に封止材50がなくてもよい。つまり、導電部251,252と反射膜60とを絶縁するための具体的な構成は任意である。
本実施形態のテラヘルツ装置10(詳細には封止材50)は、第1実施形態と比較して、x方向に小さくなっている。具体的に説明すると、第1実施形態では、両電極71,72が反射膜60に対してずれた位置に設けられ、反射膜60からはみ出した両電極側導電部83,93が設けられていた分、テラヘルツ装置10がx方向に大きくなっていた。この点、本実施形態では、両電極71,72が反射膜60に対して重なる位置に設けられ、両電極側導電部83,93が設けられていないため、テラヘルツ装置10がx方向に小さくなっている。また、本実施形態のテラヘルツ装置10は、テラヘルツ素子20が反射膜60の内側に配置されている分だけ、第1実施形態と比較してz方向に小さく形成されている。
次に本実施形態の作用について説明する。
両電極71,72から電圧が印加されることにより、テラヘルツ素子20から電磁波が発生する。発振点P1が副反射膜250側とは反対側に配置されている本実施形態では、発振点P1から発生した電磁波は、テラヘルツ素子20内(換言すれば素子基板31)内を伝搬して副反射膜250に向けて出力される。当該電磁波は、副反射膜250によって反射された後、反射膜60によって更に反射されて、一方向としての上方に向けて出力(照射)される。つまり、テラヘルツ素子20にて発生した電磁波は、副反射膜250を介して反射膜60に伝搬し、反射膜60によって一方向に向けて反射される。
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
(4-1)テラヘルツ装置10は、反射膜60とは別に封止材50に封止されている副反射器としての副反射膜250を備える。主反射器としての反射膜60は、装置裏面12に向けて凸となるように湾曲している。テラヘルツ素子20は、反射膜60の内側に配置されており、副反射膜250は、テラヘルツ素子20及び反射膜60に対して対向している。副反射膜250は、テラヘルツ素子20から発生した電磁波を反射膜60に向けて反射させ、反射膜60は、副反射膜250から伝搬された電磁波を一方向(例えば上方)に向けて反射させる。この構成によれば、(1-1)の効果を奏する。また、テラヘルツ素子20が反射膜60の内側に配置されているため、テラヘルツ装置10の小型化を図ることができる。
(4-2)電極71,72は、装置裏面12のうちz方向から見て反射膜60と重なる部分に形成されている。導電部251,252は、封止材50内に設けられ、電極71,72からテラヘルツ素子20に向けて起立しており、反射膜60に形成された貫通孔253,254を介して反射膜60の内側に入り込んでいる。テラヘルツ素子20は、導電部251,252に電気的に接続されている。この構成によれば、反射膜60の側方に導電部や電極を設ける必要がないため、側方におけるテラヘルツ装置10の小型化を図ることができる。
(4-3)導電部251,252と反射膜60とは絶縁されている。これにより、反射膜60を介して両導電部251,252が短絡することを抑制できる。
(4-4)副反射膜250は、z方向から見たテラヘルツ素子20の投影領域内に配置されている。仮に副反射膜250が上記投影領域外に配置されている場合、反射膜60によって反射された電磁波は、テラヘルツ素子20と副反射膜250とによって阻害されることになる。これに対して、上記投影領域内に副反射膜250が配置されていることにより、反射膜60によって反射された電磁波が副反射膜250によって阻害されることを抑制できる。これにより、副反射膜250に起因する電磁波の遮断(ブロッキング)を抑制できる。
(第4実施形態の変更例)
第4実施形態のテラヘルツ装置10の変更例を以下に示す。ただし、下記変更例は、技術的に矛盾が生じない限り、他の実施形態に適用してもよいし、変更例同士を組み合わせてもよい。
・図48に示すように、テラヘルツ装置10は特定素子としての保護ダイオード260を備えていてもよい。この場合、保護ダイオード260は、例えば反射膜60と装置裏面12との間に配置されかつ導電部251,252に電気的に接続された状態で封止材50に封止されていてもよい。
具体的には、導電部251,252は、互いに近づく方向に延出した延出部261,262を有する。両延出部261,262はx方向に延びている。保護ダイオード260は、両延出部261,262に跨って配置されており、両延出部261,262に実装されている。具体的には、保護ダイオード260のアノード電極及びカソード電極は、導電性接合材263によって両延出部261,262に電気的に接続されている。
この構成によれば、反射膜60の裏側に保護ダイオード260が配置されているため、反射膜60によって反射された電磁波が保護ダイオード260によって阻害されることなく、保護ダイオード260と導電部251,252とを電気的に接続できる。
・副反射膜250の形状は任意に変更可能であり、例えば装置主面11側に向けて凸となるように湾曲した形状でもよい。すなわち、副反射膜250は、グレゴリアンタイプを採用してもよい。
・テラヘルツ素子20は、発振点P1を有する素子主面21が副反射膜250を向いた状態で封止材50に封止されていてもよい。この場合、素子裏面22に両パッド33a,34aが形成されているとよい。両パッド33a,34aは、素子主面21に形成されていてもよいし、素子裏面22に形成されていてもよい。
(その他の変更例)
上記各実施形態は本開示に関するテラヘルツ装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に関するテラヘルツ装置は、上記各実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、上記各実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、又は上記各実施形態に新たな構成を付加した形態である。なお、説明の便宜上、以下の変更例では、基本的には第1実施形態を用いて説明するが、技術的な矛盾が生じない限り、他の実施形態にも適用できる。
・導電部80,90の具体的な形状は任意に変更可能である。例えば、素子対向部81a,91a及びはみ出し部81b,91bは円形や楕円形でもよい。
また、素子側導電部81,91がはみ出し部81b,91bを有していない構成でもよい。この場合、電極側導電部83,93(第1平坦部83a,93a)を反射膜60と重なる位置まで延出させて、反射膜60と重なる位置にて両者を接合するとよい。この構成においては、電極側導電部83,93と反射膜60とが短絡しないように、第1平坦部83a,93aと反射膜60とに高低差を設けるとよい。
また、電極側導電部83,93はクランク状に形成された薄膜ではなく、はみ出し部81b,91bと電極71,72とを繋ぐz方向に延びた柱状(すなわちピラー)であってもよい。
第2平坦部83b,93b及び電極側接合部85,95を省略し、傾斜部83c,93cが直接電極71,72に接合されている構成でもよい。
・図49に示すように、放熱電極73を省略し、電極71,72の一部が反射膜60と重なってもよい。例えば、電極71,72は、装置裏面12においてz方向から見て反射膜60に重なる部分と反射膜60に重ならない部分とに跨って形成されていてもよい。これにより、コンタクト面積を大きくすることができる。この場合、両電極71,72はy方向に対向配置されている。
また、図50に示すように、両電極71,72がx方向に対向配置されている第3実施形態の構成においては、第1電極71の一部と第2電極72の一部が反射膜60と重なるように互いに近づいているとよい。
また、電極71,72は、装置裏面12のうちz方向から見て反射膜60と重なる位置にのみに形成されていてもよい。つまり、放熱電極73は必須ではなく、両電極71,72の具体的な形状は任意である。また、両電極71,72の形状が異なっていてもよい。
・テラヘルツ素子20における両パッド33a,34aの位置や形状は任意である。例えば、図51に示すように、両パッド33a,34aは、発振点P1を介してx方向又はy方向に対向配置されていなくてもよく、素子主面21のx方向の端部にまとめて配置されていてもよい。この場合、両パッド33a,34aは互いに絶縁されているとよい。
また、図51に示すように、両素子導電層33,34の一部が、ダイポールアンテナを構成していてもよい。すなわち、テラヘルツ素子20の素子主面21側においてアンテナが集積化されていてもよい。なお、アンテナの具体的な構成については、ダイポールアンテナに限定されず任意に変更可能であり、スロットアンテナ、ボータイアンテナあるいはリングアンテナなどの他のアンテナであってもよい。
・図51に示すように、テラヘルツ素子20は、MIM(Metal Insulator Metal)リフレクタ270を有してもよい。MIMリフレクタ270は、第1素子導電層33の一部と第2素子導電層34の一部とが絶縁体をz方向に挟み込むことによって構成されている。MIMリフレクタ270は、第1素子導電層33の一部と第2素子導電層34の一部とを高周波的に短絡させるものである。MIMリフレクタ270は、高周波の電磁波を反射させることができる。
この場合、両パッド33a,34aの位置及び大きさに合わせて両素子対向部81a,91aが形成されているとよい。例えば素子対向部81a,91aは、パッド33a,34aと対向するようにy方向に並んで配置されているとよい。そして、パッド33a,34aと素子対向部81a,91aとの間にバンプ82,92が形成されているとよい。
・図52に示すように、反射膜60は、当該反射膜60の端部から側方に延びたフランジ部280を有してもよい。フランジ部280は、例えば反射膜60の周縁に沿って環状に形成されていてもよい。
・反射膜60の具体的な形状は、パラボラアンテナ形状に限られず、種々のアンテナ形状を採用することができる。例えば、反射膜60は平面アンテナ形状であってもよい。すなわち、反射膜60は、テラヘルツ素子20に対して対向する位置に設けられ、z方向に直交する薄膜でもよい。
・反射膜は、1つの膜に限られず、分離された複数のパーツで構成されていてもよい。例えば、反射膜にスリットが形成されていてもよいし、孔が形成されていてもよい。つまり、反射膜の形状は適宜変更可能である。
・テラヘルツ素子20は、封止材50内におけるz方向の中央部付近に配置されていてもよいし、装置裏面12側に配置されていてもよい。
・導電部80,90は、反射膜60に対してx方向ではなくy方向にはみ出していてもよいし、x方向及びy方向の双方にはみ出していてもよい。電極71,72についても同様である。
・テラヘルツ素子20は、素子裏面22が反射膜60を向くように配置されていてもよい。すなわち、反射膜60は、テラヘルツ素子20に対して、素子主面21側ではなく、素子裏面22側に設けられていてもよい。この場合、素子反射層35を省略するとよい。
・反射膜60は、電気的にフローティング状態でなくてもよい。すなわち、反射部が電気的にフローティング状態であることは必須ではない。
・封止材50の具体的な材料は、電磁波を透過するものであれば任意に変更可能である。例えば、封止屈折率n2が空気の屈折率である「1」よりも低いものであってもよいし、素子屈折率n1よりも高いものでもよい。
・素子基板31の構成材料は、InP以外の半導体であってもよい。素子屈折率n1は素子基板31の屈折率であるため、素子基板31の構成材料が変更された場合、素子屈折率n1も変更される。
・図53に示すように、封止材50は、素子裏面22を覆わない構成でもよい。すなわち、素子裏面22(又は素子反射層35)が露出していてもよい。つまり、封止材50は、少なくともテラヘルツ素子20における素子主面21及び各素子側面23~26を囲んでいればよい。
・封止材50の具体的な形状は任意に変更可能であり、例えば円柱状や直方体形状以外の多角柱状でもよい。
・反射膜60によって反射される電磁波の向き(すなわち一方向)は、任意である。また、反射膜60は、全体として一方向に反射させるものであればよく、反射膜60によって反射された全ての電磁波の向きが必ずしも揃っている必要はない。例えば反射膜60によって反射された電磁波に、上記一方向に対して傾斜しているものが含まれていてもよい。
・導電部80,90の一部又は全部は、封止材50外に形成されていてもよい。例えば、導電部80,90の一部は、複数の装置側面13~16のうち少なくとも1つに形成されてもよい。ただし、導電部80,90と他の部品との短絡を抑制する点に着目すれば、導電部80,90は封止材50内に設けられているとよい。
・テラヘルツ素子20は、電磁波を受信し、受信した電磁波を電気エネルギーに変換するものであってもよい。具体的には、テラヘルツ素子20は、例えば発振点P1に照射(入力)された電磁波を受信するものでもよい。この場合、発振点P1は、電磁波の受信を行う受信点ともいえるし、テラヘルツ帯の電磁波と共振する共振点ともいえる。
この構成においては、反射膜60は、入射された電磁波を、テラヘルツ素子20(好ましくは受信点)に向けて反射させるものであるとよい。この構成によれば、反射膜60によって反射された電磁波は、封止材50を介してテラヘルツ素子20に伝搬される。これにより、テラヘルツ装置10の受信強度が高くなるため、受信に関する利得の向上を図ることができる。
また、テラヘルツ素子20と反射膜60とが封止材50によって封止されているため、テラヘルツ素子20と反射膜60との間に異物が侵入することを抑制できる。したがって、上記異物に起因して電磁波の伝搬が阻害されるといったことを抑制できる。また、反射膜60が空気に晒されることを抑制できるため、空気中の水分や酸素などに起因する反射膜60の劣化を抑制できる。
本構成においては、装置主面11は電磁波が入射される入射面ともいえ、反射膜60は、装置主面11から入射された電磁波をテラヘルツ素子20に向けて反射させるものといえる。また、装置主面11は、電磁波が入力される入力面ともいえ、テラヘルツ装置10は、装置主面11から入力される電磁波を受信するものともいえる。
なお、反射膜60は、入射された電磁波の一部をテラヘルツ素子20に向けて反射させる構成でもよいし、入射された電磁波の全部をテラヘルツ素子20に向けて反射させる構成でもよい。
・第4実施形態のテラヘルツ装置10において、上記電磁波を受信するテラヘルツ素子20を採用する場合、反射膜60は、装置主面11から入射される電磁波を副反射膜250に向けて反射させるものであり、副反射膜250は、反射膜60によって反射された電磁波をテラヘルツ素子20に向けて反射させるものであるとよい。換言すれば、副反射膜250は、反射膜60から入射される電磁波をテラヘルツ素子20に向けて反射させるものともいえる。この場合、副反射膜250は、反射膜60によって反射された電磁波の一部又は全部を、発振点P1に向けて反射させるものであるとよい。
また、テラヘルツ素子20は、電磁波の発振(発生)及び受信の両方を行うものであってもよい。つまり、発振点P1は、電磁波の発振及び受信の少なくとも一方を行う点でもよい。
<付記>
[付記1]
電磁波を発生させるテラヘルツ素子と、
前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を一方向に向けて反射させる反射膜と、
前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、を備える
テラヘルツ装置。
[付記2]
前記封止材内には導電部が設けられており、
前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されている
付記1に記載のテラヘルツ装置。
[付記3]
前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
前記反射膜によって反射された電磁波が出力される装置主面と、
前記装置主面とは反対側の装置裏面と、を有し、
前記装置裏面には電極が形成されており、
前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものである
付記2に記載のテラヘルツ装置。
[付記4]
前記テラヘルツ素子は、前記装置裏面よりも前記装置主面の近くに配置されており、
前記反射膜は、前記テラヘルツ素子よりも前記装置裏面の近くに配置されている
付記3に記載のテラヘルツ装置。
[付記5]
前記電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜とは重ならない部分に形成されている
付記3又は4に記載のテラヘルツ装置。
[付記6]
前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分には、前記反射膜の熱が伝達される放熱電極が形成されている
付記5に記載のテラヘルツ装置。
[付記7]
前記電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分と前記反射膜に重ならない部分とに跨って形成されている
付記3又は4に記載のテラヘルツ装置。
[付記8]
前記テラヘルツ素子は、前記反射膜の方を向いたパッドを有し、
前記導電部は、
前記テラヘルツ素子と前記反射膜との間に設けられ、前記パッドに対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する素子対向部と、
前記パッドと前記素子対向部との間に設けられたバンプと、を備え、
前記テラヘルツ素子は、前記バンプを介して前記素子対向部にフリップチップ実装されている
付記3~7のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
[付記9]
前記パッドは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て長手方向及び短手方向を有する形状であり、
前記素子対向部は、前記パッドの長手方向に延びており、
前記バンプは、前記パッドの長手方向に複数配列されている
付記8に記載のテラヘルツ装置。
[付記10]
前記導電部は、
前記素子対向部、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜からはみ出したはみ出し部、及び前記素子対向部と前記はみ出し部とを繋ぐ接続部を有する素子側導電部と、
前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記テラヘルツ素子及び前記反射膜とは重ならない位置に設けられ、前記はみ出し部及び前記電極の双方と電気的に接続された電極側導電部と、を備える
付記8又は9に記載のテラヘルツ装置。
[付記11]
前記電極側導電部は、前記テラヘルツ装置の高さ方向に折り曲げられたクランク状に形成されている
付記10に記載のテラヘルツ装置。
[付記12]
前記電極側導電部は、
前記はみ出し部に対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する第1平坦部と、
前記第1平坦部よりも前記装置裏面の近くに配置され、前記電極に対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する第2平坦部と、
前記第1平坦部と前記第2平坦部とを繋ぐものであって、前記第1平坦部から前記第2平坦部に向かうにつれて前記装置裏面に近づくように傾斜した傾斜部と、を有する
付記11に記載のテラヘルツ装置。
[付記13]
前記導電部は、
前記はみ出し部と前記第1平坦部との間に設けられ、前記はみ出し部と前記第1平坦部とを接合する素子側接合部と、
前記第2平坦部と前記電極との間に設けられ、前記第2平坦部と前記電極とを接合する電極側接合部と、を有する
付記12に記載のテラヘルツ装置。
[付記14]
前記素子側導電部は、前記テラヘルツ装置の高さ方向と直交する第1方向に延びており、
前記素子側導電部において、前記テラヘルツ装置の高さ方向と前記第1方向との双方と直交する第2方向を幅方向とすると、
前記接続部の少なくとも一部は、前記素子対向部よりも幅狭に形成されている
付記10~13のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記15]
前記接続部は、
前記素子対向部よりも幅狭に形成された接続本体部と、
前記接続本体部と前記素子対向部とを繋ぐものであって、前記接続本体部から前記素子対向部に向かうにつれて徐々に幅広に形成された素子側テーパ部と、を有する
付記14に記載のテラヘルツ装置。
[付記16]
前記テラヘルツ装置は、
前記電極として第1電極及び第2電極と、
前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、を備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記装置裏面における前記反射膜に対して第1方向にずれた位置にて、前記第1方向と直交する第2方向に並んで配置されており、
前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記第2方向に並んだ状態で前記第1方向に延びている
付記3~15のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記17]
前記テラヘルツ素子は、
発振点と、
前記発振点を介して前記第2方向に離間して対向配置され、前記第1方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
前記第1導電部は、
前記第1パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第1素子対向部と、
前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第1バンプと、を有し、
前記第2導電部は、
前記第2パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第2素子対向部と、
前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第2バンプと、を有する
付記16に記載のテラヘルツ装置。
[付記18]
前記テラヘルツ装置は、
前記電極として第1電極及び第2電極と、
前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、を備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜に対して第1方向の両側に設けられており、
前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記テラヘルツ素子から互いに離れるように前記第1方向に延びている
付記3~15のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記19]
前記テラヘルツ素子は、
発振点と、
前記発振点を介して前記第1方向に離間して対向配置され、前記テラヘルツ装置の高さ方向と前記第1方向との双方と直交する第2方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
前記第1導電部は、
前記第1パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第1素子対向部と、
前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第1バンプと、を有し、
前記第2導電部は、
前記第2パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第2素子対向部と、
前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第2バンプと、を有する
付記18に記載のテラヘルツ装置。
[付記20]
前記封止材の屈折率である封止屈折率は、空気の屈折率よりも高くかつ前記テラヘルツ素子の屈折率である素子屈折率よりも低い
付記1~19のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記21]
前記テラヘルツ素子は、素子基板を有し、
前記素子屈折率は、前記素子基板の屈折率である
付記20に記載のテラヘルツ装置。
[付記22]
前記素子基板は、InPによって構成されている
付記21に記載のテラヘルツ装置。
[付記23]
前記封止材は、エポキシ樹脂によって構成されている
付記1~22のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記24]
前記反射膜は、電気的にフローティング状態である
付記1~23のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記25]
前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜は、前記テラヘルツ素子よりも大きく形成されている
付記1~24のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記26]
前記テラヘルツ素子は、前記テラヘルツ装置の高さ方向に対して交差する面として、
発振点を有する素子主面と、
前記素子主面とは反対側の面である素子裏面と、を有し、
前記テラヘルツ素子は、前記素子主面が前記反射膜を向いた状態で封止されている
付記1~25のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記27]
前記テラヘルツ素子は、前記発振点から開口角度の範囲に亘って放射状に電磁波を照射するものであり、
前記反射膜は、前記発振点に対して前記開口角度以上の角度に亘って形成されている
付記26に記載のテラヘルツ装置。
[付記28]
前記反射膜はパラボラアンテナ形状である
付記26又は27に記載のテラヘルツ装置。
[付記29]
前記反射膜は、当該反射膜の焦点が前記発振点に位置するように配置されている
付記28に記載のテラヘルツ装置。
[付記30]
前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜の中心点と前記発振点とが一致している
付記28に記載のテラヘルツ装置。
[付記31]
前記反射膜の中心点と前記発振点との距離は、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波の共振条件を満たすように設定されている
付記28に記載のテラヘルツ装置。
[付記32]
前記テラヘルツ素子は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜の中心点と前記発振点とがずれた位置に配置されている
付記28に記載のテラヘルツ装置。
[付記33]
前記素子裏面には、前記テラヘルツ素子から発生する電磁波を反射させる素子反射層が形成されている
付記26~32のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記34]
前記封止材内に設けられ、前記テラヘルツ素子に対して並列接続された保護ダイオードを備える
付記1~33のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記35]
前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として装置主面及び装置裏面を有し、
前記反射膜は、前記装置裏面に向けて凸となるように湾曲しており、
前記テラヘルツ素子は、湾曲した前記反射膜の内側に配置されており、
前記テラヘルツ装置は、前記反射膜とは別に前記封止材に封止され、前記テラヘルツ素子及び前記反射膜に対して対向する副反射膜を備え、
前記副反射膜は、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を前記反射膜に向けて反射させるものであり、
前記反射膜は、前記副反射膜から伝搬された電磁波を前記一方向に向けて反射させるものである
付記1に記載のテラヘルツ装置。
[付記36]
前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分に形成された電極と、
前記封止材内に設けられ、前記電極から前記テラヘルツ素子に向けて起立した導電部と、を備え、
前記導電部は、前記反射膜に形成された貫通孔を介して前記反射膜の内側に入り込んでおり、
前記テラヘルツ素子は、前記導電部に電気的に接続されている
付記35に記載のテラヘルツ装置。
[付記37]
前記導電部と前記反射膜とは絶縁されている
付記36に記載のテラヘルツ装置。
[付記38]
前記副反射膜は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見た前記テラヘルツ素子の投影領域内に配置されている
付記35~37のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記39]
電磁波を受信するテラヘルツ素子と、
前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、入射された電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させる反射膜と、
前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、を備える
テラヘルツ装置。
[付記40]
前記封止材内には導電部が設けられており、
前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されている
付記39に記載のテラヘルツ装置。
[付記41]
前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
電磁波が入射される装置主面と、
前記装置主面とは反対側の装置裏面と、を有し、
前記反射膜は、前記装置主面から入射される電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させるものであり、
前記装置裏面には電極が形成されており、
前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものである
付記40に記載のテラヘルツ装置。
[付記42]
前記テラヘルツ素子は、前記装置裏面よりも前記装置主面の近くに配置されており、
前記反射膜は、前記テラヘルツ素子よりも前記装置裏面の近くに配置されている
付記41に記載のテラヘルツ装置。
[付記43]
前記電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜とは重ならない部分に形成されている
付記41又は42に記載のテラヘルツ装置。
[付記44]
前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分には、前記反射膜の熱が伝達される放熱電極が形成されている
付記43に記載のテラヘルツ装置。
[付記45]
前記電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分と前記反射膜に重ならない部分とに跨って形成されている
付記41又は42に記載のテラヘルツ装置。
[付記46]
前記テラヘルツ素子は、前記反射膜の方を向いたパッドを有し、
前記導電部は、
前記テラヘルツ素子と前記反射膜との間に設けられ、前記パッドに対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する素子対向部と、
前記パッドと前記素子対向部との間に設けられたバンプと、を備え、
前記テラヘルツ素子は、前記バンプを介して前記素子対向部にフリップチップ実装されている
付記41~45のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記47]
前記パッドは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て長手方向及び短手方向を有する形状であり、
前記素子対向部は、前記パッドの長手方向に延びており、
前記バンプは、前記パッドの長手方向に複数配列されている
付記46に記載のテラヘルツ装置。
[付記48]
前記導電部は、
前記素子対向部、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜からはみ出したはみ出し部、及び前記素子対向部と前記はみ出し部とを繋ぐ接続部を有する素子側導電部と、
前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記テラヘルツ素子及び前記反射膜とは重ならない位置に設けられ、前記はみ出し部及び前記電極の双方と電気的に接続された電極側導電部と、を備える
付記46又は47に記載のテラヘルツ装置。
[付記49]
前記電極側導電部は、前記テラヘルツ装置の高さ方向に折り曲げられたクランク状に形成されている
付記48に記載のテラヘルツ装置。
[付記50]
前記電極側導電部は、
前記はみ出し部に対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する第1平坦部と、
前記第1平坦部よりも前記装置裏面の近くに配置され、前記電極に対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する第2平坦部と、
前記第1平坦部と前記第2平坦部とを繋ぐものであって、前記第1平坦部から前記第2平坦部に向かうにつれて前記装置裏面に近づくように傾斜した傾斜部と、を有する
付記49に記載のテラヘルツ装置。
[付記51]
前記導電部は、
前記はみ出し部と前記第1平坦部との間に設けられ、前記はみ出し部と前記第1平坦部とを接合する素子側接合部と、
前記第2平坦部と前記電極との間に設けられ、前記第2平坦部と前記電極とを接合する電極側接合部と、を有する
付記50に記載のテラヘルツ装置。
[付記52]
前記素子側導電部は、前記テラヘルツ装置の高さ方向と直交する第1方向に延びており、
前記素子側導電部において、前記テラヘルツ装置の高さ方向と前記第1方向との双方と直交する第2方向を幅方向とすると、
前記接続部の少なくとも一部は、前記素子対向部よりも幅狭に形成されている
付記48~51のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記53]
前記接続部は、
前記素子対向部よりも幅狭に形成された接続本体部と、
前記接続本体部と前記素子対向部とを繋ぐものであって、前記接続本体部から前記素子対向部に向かうにつれて徐々に幅広に形成された素子側テーパ部と、を有する
付記52に記載のテラヘルツ装置。
[付記54]
前記テラヘルツ装置は、
前記電極として第1電極及び第2電極と、
前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、を備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記装置裏面における前記反射膜に対して第1方向にずれた位置にて、前記第1方向と直交する第2方向に並んで配置されており、
前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記第2方向に並んだ状態で前記第1方向に延びている
付記41~53のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記55]
前記テラヘルツ素子は、
共振点と、
前記共振点を介して前記第2方向に離間して対向配置され、前記第1方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
前記第1導電部は、
前記第1パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第1素子対向部と、
前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第1バンプと、を有し、
前記第2導電部は、
前記第2パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第2素子対向部と、
前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第2バンプと、を有する
付記54に記載のテラヘルツ装置。
[付記56]
前記テラヘルツ装置は、
前記電極として第1電極及び第2電極と、
前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、を備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜に対して第1方向の両側に設けられており、
前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記テラヘルツ素子から互いに離れるように前記第1方向に延びている
付記41~53のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記57]
前記テラヘルツ素子は、
共振点と、
前記共振点を介して前記第1方向に離間して対向配置され、前記テラヘルツ装置の高さ方向と前記第1方向との双方と直交する第2方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
前記第1導電部は、
前記第1パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第1素子対向部と、
前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第1バンプと、を有し、
前記第2導電部は、
前記第2パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第2素子対向部と、
前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第2バンプと、を有する
付記56に記載のテラヘルツ装置。
[付記58]
前記封止材の屈折率である封止屈折率は、空気の屈折率よりも高くかつ前記テラヘルツ素子の屈折率である素子屈折率よりも低い
付記39~57のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記59]
前記テラヘルツ素子は、素子基板を有し、
前記素子屈折率は、前記素子基板の屈折率である
付記58に記載のテラヘルツ装置。
[付記60]
前記素子基板は、InPによって構成されている
付記59に記載のテラヘルツ装置。
[付記61]
前記封止材は、エポキシ樹脂によって構成されている
付記39~60のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記62]
前記反射膜は、電気的にフローティング状態である
付記39~61のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記63]
前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜は、前記テラヘルツ素子よりも大きく形成されている
付記39~62のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記64]
前記テラヘルツ素子は、前記テラヘルツ装置の高さ方向に対して交差する面として、
共振点を有する素子主面と、
前記素子主面とは反対側の面である素子裏面と、を有し、
前記テラヘルツ素子は、前記素子主面が前記反射膜を向いた状態で封止されている
付記39~63のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記65]
前記テラヘルツ素子は、前記共振点から開口角度の範囲に亘って放射状に電磁波を照射するものであり、
前記反射膜は、前記共振点に対して前記開口角度以上の角度に亘って形成されている
付記64に記載のテラヘルツ装置。
[付記66]
前記反射膜はパラボラアンテナ形状である
付記64又は65に記載のテラヘルツ装置。
[付記67]
前記反射膜は、当該反射膜の焦点が前記共振点に位置するように配置されている
付記66に記載のテラヘルツ装置。
[付記68]
前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜の中心点と前記共振点とが一致している
付記66に記載のテラヘルツ装置。
[付記69]
前記反射膜の中心点と前記共振点との距離は、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波の共振条件を満たすように設定されている
付記66に記載のテラヘルツ装置。
[付記70]
前記テラヘルツ素子は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜の中心点と前記共振点とがずれた位置に配置されている
付記66に記載のテラヘルツ装置。
[付記71]
前記素子裏面には、電磁波を反射させる素子反射層が形成されている
付記64~70のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記72]
前記封止材内に設けられ、前記テラヘルツ素子に対して並列接続された保護ダイオードを備える
付記39~71のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
[付記73]
前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として装置主面及び装置裏面を有し、
前記反射膜は、前記装置裏面に向けて凸となるように湾曲しており、
前記テラヘルツ素子は、湾曲した前記反射膜の内側に配置されており、
前記テラヘルツ装置は、前記反射膜とは別に前記封止材に封止され、前記テラヘルツ素子及び前記反射膜に対して対向する副反射膜を備え、
前記反射膜は、入射された電磁波を前記副反射膜に向けて反射させるものであり、
前記副反射膜は、前記反射膜によって反射された電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させるものである
付記39に記載のテラヘルツ装置。
[付記74]
前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分に形成された電極と、
前記封止材内に設けられ、前記電極から前記テラヘルツ素子に向けて起立した導電部と、を備え、
前記導電部は、前記反射膜に形成された貫通孔を介して前記反射膜の内側に入り込んでおり、
前記テラヘルツ素子は、前記導電部に電気的に接続されている
付記73に記載のテラヘルツ装置。
[付記75]
前記導電部と前記反射膜とは絶縁されている
付記74に記載のテラヘルツ装置。
[付記76]
前記副反射膜は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見た前記テラヘルツ素子の投影領域内に配置されている
付記73~75のいずれか1つに記載のテラヘルツ装置。
10…テラヘルツ装置
11…装置主面
12…装置裏面
20…テラヘルツ素子
21…素子主面
22…素子裏面
31…素子基板
32…能動素子
33a,34a…パッド
35…素子反射層
50…封止材
60…反射膜
71…第1電極(電極)
72…第2電極(電極)
73…放熱電極
80,190,251…第1導電部(導電部)
81,191…第1素子側導電部(素子側導電部)
81a,191a…第1素子対向部(素子対向部)
81b,123,191b…第1はみ出し部(はみ出し部)
81c,120,191c,210…第1接続部(接続部)
82…第1バンプ(バンプ)
83,193…第1電極側導電部(電極側導電部)
83a…第1平坦部
83b…第2平坦部
83c…傾斜部
84,194…第1素子側接合部(素子側接合部)
85,195…第1電極側接合部(電極側接合部)
90,200,252…第2導電部(導電部)
91,201…第2素子側導電部(素子側導電部)
91a,201a…第2素子対向部(素子対向部)
91b,133,201b…第2はみ出し部(はみ出し部)
91c,130,201c,220…第2接続部(接続部)
92…第2バンプ(バンプ)
93,203…第2電極側導電部(電極側導電部)
93a…第1平坦部
93b…第2平坦部
93c…傾斜部
94,204…第2素子側接合部(素子側接合部)
95,205…第2電極側接合部(電極側接合部)
121,131,211,221…接続本体部
122,132,141,151,161,162,212,222…素子側テーパ部
181,182,260…保護ダイオード
231,232…主面電極
250…副反射膜
253,254…貫通孔
P1…発振点
P2…反射膜の中心点
θ…開口角度
n1…素子屈折率
n2…封止屈折率

Claims (74)

  1. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を発生させるテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を一方向に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    前記封止材内に設けられた導電部と、
    を備え、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されており、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
    前記反射膜によって反射された電磁波が出力される装置主面と、
    前記装置主面とは反対側の装置裏面と、
    を有し、
    前記装置裏面には電極が形成されており、
    前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものであり、
    前記電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜とは重ならない部分に形成されており、
    前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分には、前記反射膜の熱が伝達される放熱電極が形成されている
    テラヘルツ装置。
  2. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を発生させるテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を一方向に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    前記封止材内に設けられた導電部と、
    を備え、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されており、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
    前記反射膜によって反射された電磁波が出力される装置主面と、
    前記装置主面とは反対側の装置裏面と、
    を有し、
    前記装置裏面には電極が形成されており、
    前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものであり、
    前記電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分と前記反射膜に重ならない部分とに跨って形成されている
    テラヘルツ装置。
  3. 前記テラヘルツ素子は、前記装置裏面よりも前記装置主面の近くに配置されており、
    前記反射膜は、前記テラヘルツ素子よりも前記装置裏面の近くに配置されている
    請求項又はに記載のテラヘルツ装置。
  4. 前記テラヘルツ素子は、前記反射膜の方を向いたパッドを有し、
    前記導電部は、
    前記テラヘルツ素子と前記反射膜との間に設けられ、前記パッドに対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する素子対向部と、
    前記パッドと前記素子対向部との間に設けられたバンプと、
    を備え、
    前記テラヘルツ素子は、前記バンプを介して前記素子対向部にフリップチップ実装されている
    請求項1~3のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  5. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を発生させるテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を一方向に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    前記封止材内に設けられた導電部と、
    を備え、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されており、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
    前記反射膜によって反射された電磁波が出力される装置主面と、
    前記装置主面とは反対側の装置裏面と、
    を有し、
    前記装置裏面には電極が形成されており、
    前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものであり、
    前記テラヘルツ素子は、前記反射膜の方を向いたパッドを有し、
    前記導電部は、
    前記テラヘルツ素子と前記反射膜との間に設けられ、前記パッドに対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する素子対向部と、
    前記パッドと前記素子対向部との間に設けられたバンプと、
    を備え、
    前記テラヘルツ素子は、前記バンプを介して前記素子対向部にフリップチップ実装されている
    テラヘルツ装置。
  6. 前記パッドは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て長手方向及び短手方向を有する形状であり、
    前記素子対向部は、前記パッドの長手方向に延びており、
    前記バンプは、前記パッドの長手方向に複数配列されている
    請求項4又は5に記載のテラヘルツ装置。
  7. 前記導電部は、
    前記素子対向部、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜からはみ出したはみ出し部、及び前記素子対向部と前記はみ出し部とを繋ぐ接続部を有する素子側導電部と、
    前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記テラヘルツ素子及び前記反射膜とは重ならない位置に設けられ、前記はみ出し部及び前記電極の双方と電気的に接続された電極側導電部と、を備える
    請求項4~6のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  8. 前記電極側導電部は、前記テラヘルツ装置の高さ方向に折り曲げられたクランク状に形成されている
    請求項に記載のテラヘルツ装置。
  9. 前記電極側導電部は、
    前記はみ出し部に対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する第1平坦部と、
    前記第1平坦部よりも前記装置裏面の近くに配置され、前記電極に対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する第2平坦部と、
    前記第1平坦部と前記第2平坦部とを繋ぐものであって、前記第1平坦部から前記第2平坦部に向かうにつれて前記装置裏面に近づくように傾斜した傾斜部と、を有する
    請求項に記載のテラヘルツ装置。
  10. 前記導電部は、
    前記はみ出し部と前記第1平坦部との間に設けられ、前記はみ出し部と前記第1平坦部とを接合する素子側接合部と、
    前記第2平坦部と前記電極との間に設けられ、前記第2平坦部と前記電極とを接合する電極側接合部と、を有する
    請求項に記載のテラヘルツ装置。
  11. 前記素子側導電部は、前記テラヘルツ装置の高さ方向と直交する第1方向に延びており、
    前記素子側導電部において、前記テラヘルツ装置の高さ方向と前記第1方向との双方と直交する第2方向を幅方向とすると、
    前記接続部の少なくとも一部は、前記素子対向部よりも幅狭に形成されている
    請求項7~10のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  12. 前記接続部は、
    前記素子対向部よりも幅狭に形成された接続本体部と、
    前記接続本体部と前記素子対向部とを繋ぐものであって、前記接続本体部から前記素子対向部に向かうにつれて徐々に幅広に形成された素子側テーパ部と、を有する
    請求項11に記載のテラヘルツ装置。
  13. 前記テラヘルツ装置は、
    前記電極として第1電極及び第2電極と、
    前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、
    を備え、
    前記第1電極及び前記第2電極は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記装置裏面における前記反射膜に対して第1方向にずれた位置にて、前記第1方向と直交する第2方向に並んで配置されており、
    前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記第2方向に並んだ状態で前記第1方向に延びている
    請求項1~12のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  14. 前記テラヘルツ素子は、
    発振点と、
    前記発振点を介して前記第2方向に離間して対向配置され、前記第1方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
    前記第1導電部は、
    前記第1パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第1素子対向部と、
    前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第1バンプと、
    を有し、
    前記第2導電部は、
    前記第2パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第2素子対向部と、
    前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第2バンプと、
    を有する
    請求項13に記載のテラヘルツ装置。
  15. 前記テラヘルツ装置は、
    前記電極として第1電極及び第2電極と、
    前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、
    を備え、
    前記第1電極及び前記第2電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜に対して第1方向の両側に設けられており、
    前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記テラヘルツ素子から互いに離れるように前記第1方向に延びている
    請求項1~12のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  16. 前記テラヘルツ素子は、
    発振点と、
    前記発振点を介して前記第1方向に離間して対向配置され、前記テラヘルツ装置の高さ方向と前記第1方向との双方と直交する第2方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
    前記第1導電部は、
    前記第1パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第1素子対向部と、
    前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第1バンプと、
    を有し、
    前記第2導電部は、
    前記第2パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第2素子対向部と、
    前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第2バンプと、
    を有する
    請求項15に記載のテラヘルツ装置。
  17. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を発生させるテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を一方向に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    前記封止材内に設けられた導電部と、
    を備え、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されており、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
    前記反射膜によって反射された電磁波が出力される装置主面と、
    前記装置主面とは反対側の装置裏面と、
    を有し、
    前記装置裏面には電極が形成されており、
    前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものであり、
    前記テラヘルツ装置は、
    前記電極として第1電極及び第2電極と、
    前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、
    を備え、
    前記第1電極及び前記第2電極は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記装置裏面における前記反射膜に対して第1方向にずれた位置にて、前記第1方向と直交する第2方向に並んで配置されており、
    前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記第2方向に並んだ状態で前記第1方向に延びており、
    前記テラヘルツ素子は、
    発振点と、
    前記発振点を介して前記第2方向に離間して対向配置され、前記第1方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
    前記第1導電部は、
    前記第1パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第1素子対向部と、
    前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第1バンプと、
    を有し、
    前記第2導電部は、
    前記第2パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第2素子対向部と、
    前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第2バンプと、
    を有する
    テラヘルツ装置。
  18. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を発生させるテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を一方向に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    前記封止材内に設けられた導電部と、
    を備え、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されており、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
    前記反射膜によって反射された電磁波が出力される装置主面と、
    前記装置主面とは反対側の装置裏面と、
    を有し、
    前記装置裏面には電極が形成されており、
    前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものであり、
    前記テラヘルツ装置は、
    前記電極として第1電極及び第2電極と、
    前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、
    を備え、
    前記第1電極及び前記第2電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜に対して第1方向の両側に設けられており、
    前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記テラヘルツ素子から互いに離れるように前記第1方向に延びており、
    前記テラヘルツ素子は、
    発振点と、
    前記発振点を介して前記第1方向に離間して対向配置され、前記テラヘルツ装置の高さ方向と前記第1方向との双方と直交する第2方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
    前記第1導電部は、
    前記第1パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第1素子対向部と、
    前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第1バンプと、
    を有し、
    前記第2導電部は、
    前記第2パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第2素子対向部と、
    前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第2バンプと、
    を有する
    テラヘルツ装置。
  19. 前記封止材の屈折率である封止屈折率は、空気の屈折率よりも高くかつ前記テラヘルツ素子の屈折率である素子屈折率よりも低い
    請求項1~18のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  20. 前記テラヘルツ素子は、素子基板を有し、
    前記素子屈折率は、前記素子基板の屈折率である
    請求項19に記載のテラヘルツ装置。
  21. 前記素子基板は、InPによって構成されている
    請求項20に記載のテラヘルツ装置。
  22. 前記封止材は、エポキシ樹脂によって構成されている
    請求項1~21のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  23. 前記反射膜は、電気的にフローティング状態である
    請求項1~22のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  24. 前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜は、前記テラヘルツ素子よりも大きく形成されている
    請求項1~23のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  25. 前記テラヘルツ素子は、前記テラヘルツ装置の高さ方向に対して交差する面として、
    発振点を有する素子主面と、
    前記素子主面とは反対側の面である素子裏面と、
    を有し、
    前記テラヘルツ素子は、前記素子主面が前記反射膜を向いた状態で封止されている
    請求項1~24のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  26. 前記テラヘルツ素子は、前記発振点から開口角度の範囲に亘って放射状に電磁波を照射するものであり、
    前記反射膜は、前記発振点に対して前記開口角度以上の角度に亘って形成されている
    請求項25に記載のテラヘルツ装置。
  27. 前記反射膜はパラボラアンテナ形状である
    請求項25又は26に記載のテラヘルツ装置。
  28. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を発生させるテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を一方向に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    を備え、
    前記テラヘルツ素子は、前記テラヘルツ装置の高さ方向に対して交差する面として、
    発振点を有する素子主面と、
    前記素子主面とは反対側の面である素子裏面と、
    を有し、
    前記テラヘルツ素子は、前記素子主面が前記反射膜を向いた状態で封止されており、
    前記テラヘルツ素子は、前記発振点から開口角度の範囲に亘って放射状に電磁波を照射するものであり、
    前記反射膜は、前記発振点に対して前記開口角度以上の角度に亘って形成されている
    テラヘルツ装置。
  29. 前記反射膜は、当該反射膜の焦点が前記発振点に位置するように配置されている
    請求項27又は28に記載のテラヘルツ装置。
  30. 前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜の中心点と前記発振点とが一致している
    請求項27又は28に記載のテラヘルツ装置。
  31. 前記反射膜の中心点と前記発振点との距離は、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波の共振条件を満たすように設定されている
    請求項27又は28に記載のテラヘルツ装置。
  32. 前記テラヘルツ素子は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜の中心点と前記発振点とがずれた位置に配置されている
    請求項27又は28に記載のテラヘルツ装置。
  33. 前記素子裏面には、前記テラヘルツ素子から発生する電磁波を反射させる素子反射層が形成されている
    請求項25~32のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  34. 前記封止材内に設けられ、前記テラヘルツ素子に対して並列接続された保護ダイオードを備える
    請求項1~33のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  35. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を発生させるテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を一方向に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    を備え、
    前記封止材内に設けられ、前記テラヘルツ素子に対して並列接続された保護ダイオードを備える
    テラヘルツ装置。
  36. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を発生させるテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を一方向に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    を備え、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として装置主面及び装置裏面を有し、
    前記反射膜は、前記装置裏面に向けて凸となるように湾曲しており、
    前記テラヘルツ素子は、湾曲した前記反射膜の内側に配置されており、
    前記テラヘルツ装置は、前記反射膜とは別に前記封止材に封止され、前記テラヘルツ素子及び前記反射膜に対して対向する副反射膜を備え、
    前記副反射膜は、前記テラヘルツ素子から発生した電磁波を前記反射膜に向けて反射させるものであり、
    前記反射膜は、前記副反射膜から伝搬された電磁波を前記一方向に向けて反射させるものである
    テラヘルツ装置。
  37. 前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分に形成された電極と、
    前記封止材内に設けられ、前記電極から前記テラヘルツ素子に向けて起立した導電部と、
    を備え、
    前記導電部は、前記反射膜に形成された貫通孔を介して前記反射膜の内側に入り込んでおり、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部に電気的に接続されている
    請求項36に記載のテラヘルツ装置。
  38. 前記導電部と前記反射膜とは絶縁されている
    請求項37に記載のテラヘルツ装置。
  39. 前記副反射膜は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見た前記テラヘルツ素子の投影領域内に配置されている
    請求項36~38のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  40. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を受信するテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、入射された電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    を備え
    前記封止材内には導電部が設けられており、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されており、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
    電磁波が入射される装置主面と、
    前記装置主面とは反対側の装置裏面と、
    を有し、
    前記反射膜は、前記装置主面から入射される電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させるものであり、
    前記装置裏面には電極が形成されており、
    前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものであり、
    前記電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜とは重ならない部分に形成されており、
    前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分には、前記反射膜の熱が伝達される放熱電極が形成されている
    テラヘルツ装置。
  41. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を受信するテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、入射された電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    を備え、
    前記封止材内には導電部が設けられており、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されており、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
    電磁波が入射される装置主面と、
    前記装置主面とは反対側の装置裏面と、
    を有し、
    前記反射膜は、前記装置主面から入射される電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させるものであり、
    前記装置裏面には電極が形成されており、
    前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものであり、
    前記電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分と前記反射膜に重ならない部分とに跨って形成されている
    テラヘルツ装置。
  42. 前記テラヘルツ素子は、前記装置裏面よりも前記装置主面の近くに配置されており、
    前記反射膜は、前記テラヘルツ素子よりも前記装置裏面の近くに配置されている
    請求項40又は41に記載のテラヘルツ装置。
  43. 前記テラヘルツ素子は、前記反射膜の方を向いたパッドを有し、
    前記導電部は、
    前記テラヘルツ素子と前記反射膜との間に設けられ、前記パッドに対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する素子対向部と、
    前記パッドと前記素子対向部との間に設けられたバンプと、
    を備え、
    前記テラヘルツ素子は、前記バンプを介して前記素子対向部にフリップチップ実装されている
    請求項40~42のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  44. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を受信するテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、入射された電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    を備え、
    前記封止材内には導電部が設けられており、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されており、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
    電磁波が入射される装置主面と、
    前記装置主面とは反対側の装置裏面と、
    を有し、
    前記反射膜は、前記装置主面から入射される電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させるものであり、
    前記装置裏面には電極が形成されており、
    前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものであり、
    前記テラヘルツ素子は、前記反射膜の方を向いたパッドを有し、
    前記導電部は、
    前記テラヘルツ素子と前記反射膜との間に設けられ、前記パッドに対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する素子対向部と、
    前記パッドと前記素子対向部との間に設けられたバンプと、
    を備え、
    前記テラヘルツ素子は、前記バンプを介して前記素子対向部にフリップチップ実装されている
    テラヘルツ装置。
  45. 前記パッドは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て長手方向及び短手方向を有する形状であり、
    前記素子対向部は、前記パッドの長手方向に延びており、
    前記バンプは、前記パッドの長手方向に複数配列されている
    請求項43又は44に記載のテラヘルツ装置。
  46. 前記導電部は、
    前記素子対向部、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜からはみ出したはみ出し部、及び前記素子対向部と前記はみ出し部とを繋ぐ接続部を有する素子側導電部と、
    前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記テラヘルツ素子及び前記反射膜とは重ならない位置に設けられ、前記はみ出し部及び前記電極の双方と電気的に接続された電極側導電部と、
    を備える
    請求項43~45のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  47. 前記電極側導電部は、前記テラヘルツ装置の高さ方向に折り曲げられたクランク状に形成されている
    請求項46に記載のテラヘルツ装置。
  48. 前記電極側導電部は、
    前記はみ出し部に対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する第1平坦部と、
    前記第1平坦部よりも前記装置裏面の近くに配置され、前記電極に対して前記テラヘルツ装置の高さ方向に対向する第2平坦部と、
    前記第1平坦部と前記第2平坦部とを繋ぐものであって、前記第1平坦部から前記第2平坦部に向かうにつれて前記装置裏面に近づくように傾斜した傾斜部と、
    を有する
    請求項47に記載のテラヘルツ装置。
  49. 前記導電部は、
    前記はみ出し部と前記第1平坦部との間に設けられ、前記はみ出し部と前記第1平坦部とを接合する素子側接合部と、
    前記第2平坦部と前記電極との間に設けられ、前記第2平坦部と前記電極とを接合する電極側接合部と、
    を有する
    請求項48に記載のテラヘルツ装置。
  50. 前記素子側導電部は、前記テラヘルツ装置の高さ方向と直交する第1方向に延びており、
    前記素子側導電部において、前記テラヘルツ装置の高さ方向と前記第1方向との双方と直交する第2方向を幅方向とすると、
    前記接続部の少なくとも一部は、前記素子対向部よりも幅狭に形成されている
    請求項46~49のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  51. 前記接続部は、
    前記素子対向部よりも幅狭に形成された接続本体部と、
    前記接続本体部と前記素子対向部とを繋ぐものであって、前記接続本体部から前記素子対向部に向かうにつれて徐々に幅広に形成された素子側テーパ部と、
    を有する
    請求項50に記載のテラヘルツ装置。
  52. 前記テラヘルツ装置は、
    前記電極として第1電極及び第2電極と、
    前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、
    を備え、
    前記第1電極及び前記第2電極は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記装置裏面における前記反射膜に対して第1方向にずれた位置にて、前記第1方向と直交する第2方向に並んで配置されており、
    前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記第2方向に並んだ状態で前記第1方向に延びている
    請求項40~51のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  53. 前記テラヘルツ素子は、
    共振点と、
    前記共振点を介して前記第2方向に離間して対向配置され、前記第1方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
    前記第1導電部は、
    前記第1パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第1素子対向部と、
    前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第1バンプと、
    を有し、
    前記第2導電部は、
    前記第2パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第2素子対向部と、
    前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第2バンプと、
    を有する
    請求項52に記載のテラヘルツ装置。
  54. 前記テラヘルツ装置は、
    前記電極として第1電極及び第2電極と、
    前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、
    を備え、
    前記第1電極及び前記第2電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜に対して第1方向の両側に設けられており、
    前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記テラヘルツ素子から互いに離れるように前記第1方向に延びている
    請求項40~51のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  55. 前記テラヘルツ素子は、
    共振点と、
    前記共振点を介して前記第1方向に離間して対向配置され、前記テラヘルツ装置の高さ方向と前記第1方向との双方と直交する第2方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
    前記第1導電部は、
    前記第1パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第1素子対向部と、
    前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第1バンプと、
    を有し、
    前記第2導電部は、
    前記第2パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第2素子対向部と、
    前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第2バンプと、
    を有する
    請求項54に記載のテラヘルツ装置。
  56. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を受信するテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、入射された電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    を備え、
    前記封止材内には導電部が設けられており、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されており、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
    電磁波が入射される装置主面と、
    前記装置主面とは反対側の装置裏面と、
    を有し、
    前記反射膜は、前記装置主面から入射される電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させるものであり、
    前記装置裏面には電極が形成されており、
    前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものであり、
    前記テラヘルツ装置は、
    前記電極として第1電極及び第2電極と、
    前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、
    を備え、
    前記第1電極及び前記第2電極は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記装置裏面における前記反射膜に対して第1方向にずれた位置にて、前記第1方向と直交する第2方向に並んで配置されており、
    前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記第2方向に並んだ状態で前記第1方向に延びており、
    前記テラヘルツ素子は、
    共振点と、
    前記共振点を介して前記第2方向に離間して対向配置され、前記第1方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
    前記第1導電部は、
    前記第1パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第1素子対向部と、
    前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第1バンプと、
    を有し、
    前記第2導電部は、
    前記第2パッドに対して対向し、前記第1方向を長手方向とする第2素子対向部と、
    前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第1方向に複数配列された第2バンプと、
    を有する
    テラヘルツ装置。
  57. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を受信するテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、入射された電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    を備え、
    前記封止材内には導電部が設けられており、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部にフリップチップ実装されており、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として、
    電磁波が入射される装置主面と、
    前記装置主面とは反対側の装置裏面と、
    を有し、
    前記反射膜は、前記装置主面から入射される電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させるものであり、
    前記装置裏面には電極が形成されており、
    前記導電部は、前記テラヘルツ素子と前記電極とを電気的に接続するものであり、
    前記テラヘルツ装置は、
    前記電極として第1電極及び第2電極と、
    前記導電部として第1導電部及び第2導電部と、
    を備え、
    前記第1電極及び前記第2電極は、前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜に対して第1方向の両側に設けられており、
    前記第1導電部と前記第2導電部とは、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記テラヘルツ素子から互いに離れるように前記第1方向に延びており、
    前記テラヘルツ素子は、
    共振点と、
    前記共振点を介して前記第1方向に離間して対向配置され、前記テラヘルツ装置の高さ方向と前記第1方向との双方と直交する第2方向を長手方向とする第1パッド及び第2パッドを有し、
    前記第1導電部は、
    前記第1パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第1素子対向部と、
    前記第1パッドと前記第1素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第1バンプと、
    を有し、
    前記第2導電部は、
    前記第2パッドに対して対向し、前記第2方向を長手方向とする第2素子対向部と、
    前記第2パッドと前記第2素子対向部との間に設けられ、前記第2方向に複数配列された第2バンプと、
    を有する
    テラヘルツ装置。
  58. 前記封止材の屈折率である封止屈折率は、空気の屈折率よりも高くかつ前記テラヘルツ素子の屈折率である素子屈折率よりも低い
    請求項40~57のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  59. 前記テラヘルツ素子は、素子基板を有し、
    前記素子屈折率は、前記素子基板の屈折率である
    請求項58に記載のテラヘルツ装置。
  60. 前記素子基板は、InPによって構成されている
    請求項59に記載のテラヘルツ装置。
  61. 前記封止材は、エポキシ樹脂によって構成されている
    請求項40~60のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  62. 前記反射膜は、電気的にフローティング状態である
    請求項40~61のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  63. 前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜は、前記テラヘルツ素子よりも大きく形成されている
    請求項40~62のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  64. 前記テラヘルツ素子は、前記テラヘルツ装置の高さ方向に対して交差する面として、
    共振点を有する素子主面と、
    前記素子主面とは反対側の面である素子裏面と、
    を有し、
    前記テラヘルツ素子は、前記素子主面が前記反射膜を向いた状態で封止されている
    請求項40~63のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  65. 前記反射膜はパラボラアンテナ形状である
    請求項64に記載のテラヘルツ装置。
  66. 前記反射膜は、当該反射膜の焦点が前記共振点に位置するように配置されている
    請求項65に記載のテラヘルツ装置。
  67. 前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜の中心点と前記共振点とが一致している
    請求項65に記載のテラヘルツ装置。
  68. 前記テラヘルツ素子は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て、前記反射膜の中心点と前記共振点とがずれた位置に配置されている
    請求項65に記載のテラヘルツ装置。
  69. 前記素子裏面には、電磁波を反射させる素子反射層が形成されている
    請求項64~68のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  70. 前記封止材内に設けられ、前記テラヘルツ素子に対して並列接続された保護ダイオードを備える
    請求項40~69のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
  71. テラヘルツ装置であって、
    電磁波を受信するテラヘルツ素子と、
    前記テラヘルツ素子と対向する位置に設けられ、入射された電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させる反射膜と、
    前記テラヘルツ素子及び前記反射膜を封止する封止材と、
    を備え、
    前記封止材は、前記テラヘルツ装置の高さ方向の両端面として装置主面及び装置裏面を有し、
    前記反射膜は、前記装置裏面に向けて凸となるように湾曲しており、
    前記テラヘルツ素子は、湾曲した前記反射膜の内側に配置されており、
    前記テラヘルツ装置は、前記反射膜とは別に前記封止材に封止され、前記テラヘルツ素子及び前記反射膜に対して対向する副反射膜を備え、
    前記反射膜は、入射された電磁波を前記副反射膜に向けて反射させるものであり、
    前記副反射膜は、前記反射膜によって反射された電磁波を前記テラヘルツ素子に向けて反射させるものである
    テラヘルツ装置。
  72. 前記装置裏面のうち前記テラヘルツ装置の高さ方向から見て前記反射膜と重なる部分に形成された電極と、
    前記封止材内に設けられ、前記電極から前記テラヘルツ素子に向けて起立した導電部と、
    を備え、
    前記導電部は、前記反射膜に形成された貫通孔を介して前記反射膜の内側に入り込んでおり、
    前記テラヘルツ素子は、前記導電部に電気的に接続されている
    請求項71に記載のテラヘルツ装置。
  73. 前記導電部と前記反射膜とは絶縁されている
    請求項72に記載のテラヘルツ装置。
  74. 前記副反射膜は、前記テラヘルツ装置の高さ方向から見た前記テラヘルツ素子の投影領域内に配置されている
    請求項71~73のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
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