JPH08153935A - 垂直共振器型面発光レーザを有する光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小さな荷重で垂直共振器型面発光レーザとサ
ブマウントとを接合でき放熱特性及び発光特性の優れた
光モジュールを提供する。 【解決手段】 光モジュールは、第１の基板１２と、第
１の基板１２に支持された垂直共振器型面発光レーザ１
４及び垂直共振器型面発光レーザ１４の底面に電気的に
接続された電極構造１６と、第１のバンプ２０及び第２
のバンプ１８を有する第２の基板１１とを備えている。
垂直共振器型面発光レーザ１４の上面及び電極構造１６
の上面は、第１の基板１２から突き出しており、第１の
バンプ２０及び該第２のバンプ１８が電極構造１６の上
面及び垂直共振器型面発光レーザ１４の上面とそれぞれ
接するように第２の基板１１が第１の基板１２に対して
保持されている。第１の基板１２及び第２の基板１１の
間は樹脂２２で満たされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体モジュール
に関し、特に、垂直共振器型面発光レーザを有し、サブ
マウントに実装された光モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のレーザ素子をアレイ状に配置し、
光情報を並列に伝送することにより大容量の光通信を実
現するためキーデバイスとして、垂直共振器型面発光レ
ーザ(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)が注目
されており、光ファイバとの接続に適した垂直共振器型
面発光レーザの実装技術が研究されている。例えば、１
９９３年度国際固体素子・材料コンファレンス予稿集６
９４頁から６９６頁、あるいは、電子情報通信学会技術
研究報告「光・量子エレクトロニクス」ＯＱＥ９３−１
０５号にサブマウントを備えた垂直共振器型面発光レー
ザが報告されている。

【０００３】これらの報告によれば、図２１に示される
ように、ｐｎｐｎ構造の活性層を有する発光サイリスタ
がブラッグ反射器で挟まれた垂直共振器型面発光レーザ
１００２がＧａＡｓ基板１００４上に形成されており、
ＧａＡｓ基板１００４の表面には窒化ケイ素膜１００６
が設けられている。垂直共振器型面発光レーザ１００２
の全体を覆うように、厚さ９μｍの金１００８がメッキ
によりＧａＡｓ基板１００４に形成されており、Ｓｎ／
Ｐｂソルダーバンプ１０１０を備えたＡｌＮヒートシン
ク１０１２に金メッキされた垂直共振器型面発光レーザ
１００２がフリップチップ実装されている。

【０００４】この構造によれば、垂直共振器型面発光レ
ーザ１００２において発生した熱は、大部分がメッキさ
れた金、及びＳｎ／Ｐｂソルダーバンプを介してＡｌＮ
ヒートシンクから放散され、一部は金から直接空気中へ
放散される。また、活性層から直接ＧａＡｓ基板１００
４へ放散される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術におい
て、ＧａＡｓ基板１００４とＡｌＮヒートシンク１０１
２とは金属の塑性変形により接合されている。従って、
塑性変形が生じる程度に十分な荷重をＧａＡｓ基板１０
０４とＡｌＮヒートシンク１０１２との間に加えなけれ
ばならず、この荷重の一部は垂直共振器型面発光レーザ
１００２の活性層にも加わる。しかし、垂直共振器型面
発光レーザ１００２の活性層に荷重が加わると、発光効
率が著しく低下し、最悪の場合、発光しないという問題
が生じる。

【０００６】また、Ｓｎ／Ｐｂからなるソルダーバンプ
１０１０の熱伝導率は金に比べ約６分の１の値であるた
め、この部分で熱の伝導が悪くなる。このため、ＡｌＮ
ヒートシンク１０１２が高い熱伝導率を備えていても十
分に放熱することができないという問題が生じる。

【０００７】更に、従来技術によれば垂直共振器型面発
光レーザ１００２のメサ表面に金メッキを行わなければ
ならず、このため余分な工程が必要となる。

【０００８】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、小
さな荷重で垂直共振器型面発光レーザとサブマウントと
を接合し、金メッキを必ずしも必要とせずに実装できる
放熱特性及び発光特性の優れた光モジュールを提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の垂直共振器型面
発光レーザは、第１の基板と、該第１の基板に支持され
ており、上面及び底面と、少なくとも発光層を含む半導
体多層とを有する垂直共振器型面発光レーザと、該第１
の基板に支持されており、該垂直共振器型面発光レーザ
の底面に電気的に接続された電極構造と、第１のバンプ
及び第２のバンプを有する第２の基板とを備え、該垂直
共振器型面発光レーザの該上面及び該電極構造の上面
は、該第１の基板から突き出しており、該第１のバンプ
及び該第２のバンプが該電極構造の該上面及び該垂直共
振器型面発光レーザの該上面とそれぞれ接するように該
第２の基板が該第１の基板に対して保持されており、そ
のことにより上記目的が達成される。

【００１０】本発明の別な垂直共振器型面発光レーザ
は、第１の基板と、該第１の基板に支持されており、上
面及び底面と、少なくとも発光層を含む半導体多層とを
有する垂直共振器型面発光レーザと、第１の基板に支持
されており、該垂直共振器型面発光レーザの底面に電気
的に接続された電極構造と、該第１の基板に支持されて
おり、導電性の上面を有する第１の支持構造と、該垂直
共振器型面発光レーザの該上面と該第１の支持構造とを
電気的に接続する第１の配線と、第１のバンプ及び第２
のバンプを有する第２の基板とを備え、該電極構造の上
面及び該第１の支持構造の該上面は、第１の基板から突
き出しており、該第１のバンプ及び該第２のバンプが該
電極構造の該上面及び該第１の支持構造の該上面とそれ
ぞれ接するように該第２の基板が該第１の基板に対して
保持されており、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００１１】前記第１の基板に支持されたトランジスタ
と、前記第２の基板上に設けられた第３のバンプを更に
有し、該第３のバンプが該トランジスタの一部と接して
てもよい。

【００１２】前記第１の基板に支持されたトランジスタ
と、該第１の基板上に形成され、導電性の上面を持つ第
２の支持構造と、該トランジスタと該第２の支持構造と
を電気的に接続する第２の配線と、前記第２の基板上に
設けられた第３のバンプを更に有し、該第３のバンプが
該第２の支持構造の上面と接していてもよい。

【００１３】本発明のさらに別な垂直共振器型面発光レ
ーザは、第１の基板と、該第１の基板に支持されてお
り、上面及び底面と、少なくとも発光層を含む半導体多
層とを有する垂直共振器型面発光レーザと、該垂直共振
器型面発光レーザの上面上に形成されバイポーラトラン
ジスタと、該第１の基板に支持されており、該垂直共振
器型面発光レーザの底面に電気的に接続された電極構造
と、第１のバンプ及び第２のバンプを有する第２の基板
とを備え、該電極構造の上面は該第１の基板から突き出
しており、該第１のバンプ及び該第２のバンプが該電極
構造の該上面及び該バイポーラトランジスタの該上面の
一部とそれぞれ接するように該第２の基板が該第１の基
板に対して保持されており、そのことにより上記目的が
達成される。

【００１４】本発明のさらに別な垂直共振器型面発光レ
ーザは、第１の基板と、該第１の基板に支持されてお
り、上面及び底面と、少なくとも発光層を含む半導体多
層とを有する垂直共振器型面発光レーザと、垂直共振器
型面発光レーザの上面上に形成されてたバイポーラトラ
ンジスタと、 該第１の基板に支持されており、該垂直
共振器型面発光レーザの底面に電気的に接続された電極
構造と、導電性の上面を有しており、該上面が突き出る
ように該第１の基板に支持された第１の支持構造と、該
バイポーラトランジスタと該第１の支持構造の該上面を
電気的に接続する第１の配線と、第１のバンプ及び第２
のバンプを有する第２の基板とを備え、該電極構造の上
面及び該第１の支持構造の該上面は第１の基板から突き
出しており、該第１のバンプ及び該第２のバンプが該電
極構造の該上面及び該第１の支持構造の上面とそれぞれ
接するように該第２の基板が該第１の基板に対して保持
されており、そのことにより上記目的が達成される。

【００１５】前記第１の支持構造は前記垂直共振器型面
発光レーザに近接して設けられていてもよい。

【００１６】前記第１の支持構造は少なくとも前記半導
体多層と同じ半導体からなる半導体層と該半導体層上に
設けられた絶縁層と、該絶縁層上に設けられた電極によ
り構成されていてもよい。

【００１７】前記第１の支持構造は少なくとも前記半導
体多層と同じ半導体からなる半導体層と該半導体層上に
設けられた金属膜により構成されていてもよい。

【００１８】前記第１の基板から前記第１の支持構造の
上面までの距離が前記第１の基板から前記垂直共振器型
面発光レーザの上面までの距離よりも大きくなっていて
もよい。

【００１９】前記バイポーラトランジスタは電界効果型
トランジスタであってもよい。

【００２０】前記バイポーラトランジスタはヘテロ接合
バイポーラトランジスタであってもよい。

【００２１】前記第１の基板と前記第２の基板との間に
接着剤が満たされてもよい。

【００２２】前記接着剤は熱硬化樹脂であってもよい。

【００２３】前記接着剤は紫外線硬化樹脂であってもよ
い。

【００２４】前記電極構造及び前記垂直共振器型面発光
レーザをそれぞれ複数有し、前記第１の基板上において
該複数の電極構造は多角形の頂点位置しており該複数の
垂直共振器型面発光レーザは該多角形の内部に位置して
いてもよい。

【００２５】前記第１及び第２のバンプは３５０℃以下
の融点を有する金属から構成されていてもよい。

【００２６】前記第１及び第２のバンプはビスマスから
構成されていてもよい。

【００２７】前記電極構造の前記上面及び垂直共振器型
面発光レーザの前記上面は３５０℃以下の融点を有する
金属から構成されていてもよい。

【００２８】前記電極構造の前記上面及び垂直共振器型
面発光レーザの前記上面はビスマスから構成されていて
もよい。

【００２９】前記垂直共振器面発光レーザは、前記発光
層を挟む第１及び第２のブラッグ反射器を更に有してい
てもよい。

【００３０】前記垂直共振器型面発光レーザが設けられ
た位置に対応して、前記第１の基板の裏面に光ファイバ
を受けるガイド孔が設けられていてもよい。

【００３１】

【発明の実施の形態】

（実施例１）図１は、本発明による垂直共振器型面発光
レーザを有する光モジュール１０の断面を示している。
光モジュール１０は、ｎ型ＧａＡｓ半導体からなる第１
の基板１２と、第１の基板１２に支持された垂直共振器
型面発光レーザ１４及び電極構造構造１６と、シリコン
からなる第２の基板１１とを有している。第２の基板は
サブマウントとして機能する。第２の基板１１の表面に
は窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなる絶縁膜２１設けら
れており、絶縁膜２１を介してマイクロバンプ１８及び
２０が第２の基板１１上に設けられている。さらに図示
していないがマイクロバンプ１８及び２０はパッドを備
えた配線にそれぞれ接続されている。

【００３２】垂直共振器型面発光レーザ１４の上面１３
及び電極構造１６の上面１５は第１の基板１２から突き
出している。また、マイクロバンプ１８及び２０は、第
２の基板１１の表面から突き出している。その結果、第
１の基板１２と第２の基板１１とはマイクロバンプ１８
及び２０が垂直共振器型面発光レーザ１４の上面１３及
び電極構造１６の上面１５とそれぞれ接するように保持
されており、紫外線硬化樹脂２２が第１の基板１２と第
２の基板１１と間に満たされている。

【００３３】垂直共振器型面発光レーザ１４は、発光層
２４と発光層２４を挟むｎ型ブラッグ反射器２６及びｐ
型ブラッグ反射器２８を含む半導体多層３０と半導体多
層３０上に設けられた電極３２とを含んでいる。発光層
２４から出射する光は、少なくとも第１の基板１２また
は第２の基板１１に対して透明であることが好ましい。
第１の基板１２に対して発光層２４から出射する光が透
明ではない場合には、第１の基板１２の垂直共振器型面
発光レーザ１４が設けられた位置に裏面からエッチング
により溝９０を設け、出射光を取り出せばよい。

【００３４】電極構造１６は、半導体多層３０と同じ半
導体層で構成される半導体多層３４と、半導体多層３４
上に設けられた電極３６とを含んでいる。半導体多層３
４内に形成されるｐｎ接合は破壊されており、電極構造
３６の上面１５と下面１９との間は低抵抗で接続され
る。垂直共振器型面発光レーザ１４及び電極構造１６は
低抵抗のｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層３８を介して
第１の基板１２に設けられているため、垂直共振器型面
発光レーザ１４の底面１７及び電極構造１６の底面１９
がバッファ層３８に接しており、互いに電気的に接続さ
れている。

【００３５】マイクロバンプ１８及び２０は、熱伝導性
に優れる材料で構成されることが好ましく、熱伝導性に
優れる金を含んでいることがより好ましい。

【００３６】垂直共振器型面発光レーザ１４の更に具体
的な一例を図２を参照しながら説明する。図２に示すよ
うに、ｎ型ブラッグ反射器２６は、ｎ型ＡｌＡｓ層４１
及びｎ型ＧａＡｓ層４２を一対とする２４．５対を含ん
でいる。また同様にｐ型ブラッグ反射器２８はｐ型Ａｌ
Ａｓ層４３及びｐ型ＧａＡｓ層４４を一対とする２４．
５対を含んでいる。ｎ型ブラッグ反射器２６とｐ型ブラ
ッグ反射器２８との間には活性領域４５が設けられてい
る。

【００３７】活性領域４５は、発光層２４と、バリア層
４６及び４７と、スペーサ層４８、４９、５０、及び５
１とを含んでいる。発光層２４はバリア層４６及び４７
に挟まれており、更にバリア層４６及び４７はスペーサ
層４８及び５０とスペーサ層４９及び５１とによって挟
まれている。発光層２４とバリア層４６及び４７とは、
それぞれアンドープのＩｎ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ及びアンドー
プのＧａＡｓからなる。またスペーサ層４８及び４９は
アンドープのＡｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓからなり、スペーサ層
５０及び５１はそれぞれｎ型Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓ及びｐ
型Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓからなる。バリア層４６及び４７
によって電子と正孔とが発光層２４に閉じこめられる。
単一縦モードでレーザ発振するよう垂直共振器の長さを
調節するためにスペーサ層４８〜５１は設けられてい
る。これらの半導体層の厚み及び不純物濃度を表１に示
す。

【００３８】

【表１】

【００３９】図１に示されるように、光モジュール１０
において、マイクロバンプ１８に接続された配線及びマ
イクロバンプ２０に接続された配線にそれぞれプラス電
源及びマイナス電源を接続することにより、垂直共振器
型面発光レーザ１４の電極３２にはプラス電圧が印加さ
れ、電極構造１６にはマイナス電圧が印加される。

【００４０】電極構造１６はバッファ層３８を介して垂
直共振器型面発光レーザの底面１７と電気的に接合され
るので、ｐ型ブラッグ反射器２８及びｎ型ブラッグ反射
器２６にそれぞれプラス電圧及びマイナス電圧が印加さ
れ、垂直共振器型面発光レーザ１４が発光することにな
る。

【００４１】光モジュール１０は例えば以下の方法によ
り製造される。

【００４２】まず、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように
ｎ型のＧａＡｓからなる第１の基板１２上にバッファ層
３８及び図２に示すような半導体層２４及び４１〜５１
（図２）を含む半導体多層３０をＭＢＥ法などによりエ
ピタキシャル成長させる。図３（ｃ）に示すように、塩
素を含む混合ガスを用いたドライエッチング法により、
バッファ層３８が露出するまで半導体多層３０の一部を
エッチングし、半導体多層３０上に電極３２及び３６を
形成することにより、垂直共振器型面発光レーザ１４及
び電極構造１６を形成する。電極構造１６の半導体多層
３０にはバッファ層３８と電極３６との間に高電界を印
加してｐｎ接合を破壊しておく。これにより、低抵抗を
備えた電極構造１６が形成される。

【００４３】次に、図３（ｄ）に示すように支持台５３
の上に保持されたシリコンからなる第２の基板１１上に
酸化ケイ素からなる絶縁膜２１を形成し、その上に例え
ばＴｉ／Ｐｄ／Ａｕからなるマイクロバンプ１８及び２
０を形成する。図示していないが、マイクロバンプには
電圧を印加するためのパッドを備えた配線が接続されて
いる。マイクロバンプ１８及び２０を覆うように紫外線
硬化樹脂２２を絶縁膜２１上に塗布した後、第１の基板
１２を真空コレット５２に吸着させて、マイクロバンプ
１８及び２０が垂直共振器型面発光レーザ１４及び電極
構造１６に対向するように第１の基板１２を第２の基板
１１に対して保持する。

【００４４】そして、矢印で示されるように、垂直共振
器型面発光レーザ１４の電極３２の上面及び電極構造１
６の電極３６の上面がマイクロバンプ１８及び２０に接
するように第１の基板１２を第２の基板１１に対して押
しつける。これにより、図３（ｅ）に示すように、マイ
クロバンプ１８及び２０と垂直共振器型面発光レーザ１
４及び電極構造１６との間の紫外線硬化樹脂２２が排除
される。この状態を保持したまま、紫外線硬化樹脂２２
に紫外線を照射する。紫外線の照射により紫外線硬化樹
脂２２は収縮し、第１の基板１２と第２の基板１１とが
接着される。また、垂直共振器型面発光レーザ１４の電
極３２及び電極構造１６の電極３６はそれぞれマイクロ
バンプ１８及び２０と確実に接触し、良好な電気的接合
が形成される。電極３２及び３６は２００ｎｍ以上の厚
さを有し、マイクロバンプ１８及び２０は５００ｎｍ以
上の厚さを備えていることが好ましく、電極３２及び３
６が２μｍ以上の厚さを有し、マイクロバンプ１８及び
２０は５μｍ以上の厚さを備えている時に最適な接合が
得られる。これにより図３（ｆ）に示す光モジュール１
０が完成する。

【００４５】本発明によれば、紫外線硬化樹脂の収縮力
が第１の基板１２及び第２の基板１１全体におよびなが
ら２つの基板１１及び１２が保持される。従って、垂直
共振器型面発光レーザの上面に加わる荷重を小さくする
ことができ、実装時の荷重により発光層に与える歪みを
低減できるので、発光効率の低下を防ぐことができる。
また、マイクロバンプを介して発光層で発生した熱を第
２の基板へ放熱することができるため放熱特性に優れ
る。

【００４６】上記実施例では、電極構造１６はｐｎ接合
が破壊された半導体多層と半導体多層上に形成された電
極とから構成されていたが、電極構造１６は導電性の他
の構造を備えていてもよい。以下にその具体例を示す。

【００４７】図４（ａ）に示される光モジュール５８
は、図１に示される電極構造１６のかわりに電極構造６
０を有している。電極構造６０は、半導体多層や絶縁層
等からなる基部６１と基部６１の上面を覆って少なくと
もバッファ層３８に電気的に接続された導電性の配線６
２とを備えている。配線６２はバッファ層３８と低抵抗
の電気的な接触を得るために、ＡｕＧｅ／Ｎｉあるいは
ＡｕＺｎ／Ａｕなどのオーミック電極材料から形成され
ていることが好ましい。

【００４８】図４（ｂ）に示される光モジュール５９
は、図１に示される電極構造１６のかわりに電極構造６
３を有している。電極構造６３は、バッファ層３８上に
形成されたオーミック電極６４とオーミック電極６４上
にメッキ法により形成された金層６５とを備えている。

【００４９】上記実施例では、接着剤として紫外線硬化
樹脂を用いているが、これに代えて熱硬化樹脂を用いて
もよい。

【００５０】また、上記実施例では、垂直共振器型面発
光レーザと電極構造を１つずつ備えた光モジュールを説
明したが、垂直共振器型面発光レーザ及び電極構造が１
つ以上設けられていてもよい。

【００５１】図５（ａ）及び（ｂ）は、９つの垂直共振
器型面発光レーザと４つの電極構造を備える光モジュー
ルを構成するための第１の基板１２の構造と第２の基板
１１の構造を示す斜視図である。

【００５２】図５（ａ）に示されるように、縦横３列ず
つに配列された９つの垂直共振器型面発光レーザ１４が
第１の基板１２上に支持されている。電極構造１６は垂
直共振器型面発光レーザ１４の配列を囲む矩形６８の４
つの頂点に配置されている。

【００５３】第２の基板１１上には絶縁膜２１を介し
て、第１の基板１２に設けられた垂直共振器型面発光レ
ーザ１４及び電極構造１６に対応する位置にマイクロバ
ンプ１８及び２０が設けられている。マイクロバンプ１
８及び２０にはそれぞれパッドを有する配線６６及び６
７が接続されている。

【００５４】図５に示すように、垂直共振器型面発光レ
ーザ１４及び電極構造１６を配置することにより、第１
の基板１２と第２の基板１１を接着する際に加わる荷重
は四隅の電極構造１６に分散される。従って、マイクロ
バンプ１８との接触により垂直共振器型面発光レーザ１
４が受ける荷重は均一になり、垂直共振器型面発光レー
ザ１４の発光効率の劣化が図１に示される場合に比べて
より小さくなる。

【００５５】（実施例２）図６（ａ）は、本発明の第２
の実施例による垂直共振器型面発光レーザを有する光モ
ジュール１００の断面を示している。図６（ａ）中、第
１の実施例の光モジュール１０の構成要素と同一の構成
要素には同じ参照符号を付している。

【００５６】光モジュール１００は、第１の基板１２
と、バッファ層３８を介して第１の基板１２に支持され
た垂直共振器型面発光レーザ１４、電極構造１６、及び
支持構造１０１と、第２の基板１１とを有している。第
２の基板１１の表面には窒化ケイ素や酸化ケイ素等から
なる絶縁膜２１設けられており、絶縁膜２１を介してマ
イクロバンプ２０及び１０２が第２の基板１１上に設け
られている。さらに図示していないがマイクロバンプ２
０及び１０２はパッドを備えた配線にそれぞれ接続され
ている。

【００５７】垂直共振器型面発光レーザ１４は、発光層
２４と発光層２４を挟むｎ型ブラッグ反射器２６及びｐ
型ブラッグ反射器２８を含む半導体多層３０と半導体多
層３０上に設けられた電極３２とを含んでいる。

【００５８】電極構造１６は、半導体多層３０と同じ半
導体層で構成される半導体多層３４と、半導体多層３４
上に設けられた電極３６とを含んでいる。半導体多層３
４内に形成されるｐｎ接合は破壊されており、電極構造
１６の上面１５と下面１９との間は低抵抗で接続され
る。

【００５９】支持構造１０１は、半導体多層３０と同じ
半導体層からなる半導体多層１０３とを有しており、半
導体多層１０３と電極１０５の間には絶縁層１０４が設
けられている。支持構造１０１は、その上面１０８が導
電性であり、支持構造１０１の設けられたバッファ層３
８と上面１０８との間が電気的に絶縁されておれば半導
体多層１０３以外のどのような材料で構成されていても
よい。

【００６０】また、バッファ層３８を覆って第１の基板
１２にポリイミド膜１０６が設けられており、ポリイミ
ド膜１０６上に垂直共振器型面発光レーザ１４の電極３
２と支持構造１０３の電極１０５を電気的に接続する配
線１０７が設けられている。ポリイミド膜１０６は配線
１０７を第１の基板１２の表面から所定の距離に保持す
るために主として設けられており、電極３２と電極１０
５の間の段差を小さくしている。これにより、電極３２
と電極１０５の間の段差が大きくなり、配線１０７が連
続して形成されずに断線してしまうのを防いでいる。

【００６１】支持構造１０１の上面１０８および電極構
造１６の上面１５はポリイミド膜１０６の表面から突き
出している。また、マイクロバンプ２０および１０２も
第２の基板１１から突き出している。このため、第１の
基板１２と第２の基板１１とは、マイクロバンプ２０及
び１０２が電極構造１６の上面１５及び支持構造１０１
の上面１０８とそれぞれ接するように保持されており、
紫外線硬化樹脂２２が第１の基板１２と第２の基板１１
との間に満たされている。

【００６２】光モジュール１００において、マイクロバ
ンプ１０２に接続された配線及びマイクロバンプ２０に
接続された配線にそれぞれプラス電源及びマイナス電源
を接続することにより、配線１０７にはプラス電圧が印
加され、電極構造１６にはマイナス電圧が印加される。

【００６３】配線１０７は、垂直共振器型面発光レーザ
１４の電極３２に電気的に接続されており、電極構造１
６はバッファ層３８を介して垂直共振器型面発光レーザ
の底面１７と電気的に接合されるので、ｐ型ブラッグ反
射器２８及びｎ型ブラッグ反射器２６にそれぞれプラス
電圧及びマイナス電圧が印加され、垂直共振器型面発光
レーザ１４が発光することになる。

【００６４】光モジュール１００の主要な特徴の一つ
は、第１の基板１２に設けられた電極構造１６及び支持
構造１０１が第２の基板１１を保持するようにマイクロ
バンプ２０及び１０２を受ける構造を備えていることに
ある。この構造により、垂直共振器型面発光レーザ１４
に荷重を与えることなく、第１の基板１２及び第２の基
板１１を接合することができる。従って、垂直共振器型
面発光レーザ１４の発光層２４に荷重を与え、垂直共振
器型面発光レーザ１４の発光効率を劣化させることな
く、垂直共振器型面発光レーザをサブマウントに実装す
ることができる。接合時の荷重が確実に垂直共振器型面
発光レーザ１４にかからないようにするためには、支持
構造１０１は、垂直共振器型面発光レーザ１４に近接し
ていることが好ましく、垂直共振器型面発光レーザ１４
から２０μｍ以内の距離に配置されていることが好まし
い。また、電極１０５及び３６は２００ｎｍ以上の厚さ
を有し、マイクロバンプ１０２及び２０は５００ｎｍ以
上の厚さを備えていることが好ましく、電極１０５及び
３６が２μｍ以上の厚さを有し、マイクロバンプ１０２
及び２０は５μｍ以上の厚さを備えている時に最適な接
合が得られる。

【００６５】また、垂直共振器型面発光レーザ１４に確
実に荷重がかからないようにするために、図６（ｂ）に
示すように、バッファ層３８に対して支持構造１０１の
上面１０８が垂直共振器型面発光レーザ１４の上面１３
に比べて高くなっていることが好ましい。この様な構造
は、例えば、電極３２の厚さよりも絶縁層１０４及び電
極１０５の厚さの合計を大きくすることによって実現可
能であり、上面１０８と上面１３との高さの差は０．５
μｍ以上が好ましい。この構造によれば、支持構造１０
１がマイクロバンプ１０２にめり込んだ場合でも、垂直
共振器型面発光レーザ１４の上面１３が第２の基板２１
に接して、発光層２４に荷重が加わることを確実に防ぐ
ことができる。

【００６６】光モジュール１００は、実施例１とほぼ同
様の方法により製造される。

【００６７】具体的には、垂直共振器型面発光レーザ１
４の半導体多層３０をドライエッチングにより、形成す
る際、電極構造１６及び支持構造１０１のための半導体
多層３４及び１０３を同時に形成する。その後、半導体
多層１０３上に絶縁層１０４を形成し、半導体多層３０
及び３４上にならびに絶縁層１０４上に電極３２、３
６、及び１０５をそれぞれ形成する。バッファ層３８を
覆うポリイミド膜１０６を形成した後、電極３２及び１
０５を接続する配線１０７を形成する。その後、実施例
１と同様の方法により、第２の基板１１を第１の基板１
２に接合する。

【００６８】光モジュール１００において、電極構造１
６や熱硬化樹脂２２は実施例１で説明したように種々の
改変が可能である。

【００６９】図７は、上述の方法により製造された光モ
ジュール１００の出力特性の一例を示している。比較の
ために、第２の基板を接続する前の特性も示している。
図７から明らかなように、第２の基板を接続する前は、
最大出力は２１ｍＷ程度であるが、第２の基板を接続す
ることにより、最大出力は３２ｍＷ程度まで大きくなっ
ている。これは、第２の基板をマイクロバンプを介して
接続することにより、垂直共振器型面発光レーザにおい
て発生した熱がポリイミド膜１０６および紫外線硬化樹
脂２２を介して第１の基板１２および第２の基板１１へ
放散され、活性層２４の温度上昇が抑制されるからであ
る。

【００７０】上述の構造の光モジュールは光ファイバと
好適に結合させることができる。図８は光ファイバと接
続が可能な光モジュール１１０の断面を模式的に示して
いる。

【００７１】光モジュール１１０は、第１の基板１２
と、第１の基板１２に支持された垂直共振器型面発光レ
ーザ１１１、電極構造１１２、及び支持構造１１３と、
第２の基板１１とを有している。第２の基板１１の表面
には窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなる絶縁膜２１設け
られており、絶縁膜２１を介してマイクロバンプ２０及
び１０２が第２の基板１１上に設けられている。さらに
図示していないがマイクロバンプ２０及び１０２はパッ
ドを備えた配線にそれぞれ接続されている。

【００７２】垂直共振器型面発光レーザ１１１は、発光
層２４と発光層２４を挟むｎ型ブラッグ反射器２６及び
ｐ型ブラッグ反射器１１４の一部を含む半導体多層１１
５と半導体多層１１５上に設けられた電極３２とを含ん
でいる。ｐ型ブラッグ反射器１１４は、第１の基板１２
の全面を覆って設けられている。

【００７３】電極構造１１２は、半導体多層１１５と同
じ半導体層で構成される半導体多層１１６と、半導体多
層１１６上に設けられた電極３６とを含んでいる。半導
体多層１１６はｐ型ブラッグ反射器１１４の一部分を含
んでおり、半導体多層１１６内に形成されるｐｎ接合は
破壊されている。

【００７４】支持構造１１３は半導体多層１１５と同じ
半導体層からなる半導体多層１１７と、半導体多層１１
７を覆う絶縁層１１８の一部と、絶縁層１１８上に設け
られた配線１１９の一部を有している。絶縁層１１８は
更に、垂直共振器型面発光レーザ１１１及び電極構造１
１２の側面を覆ってｐ型ブラッグ反射器１１４上に形成
されている。また、配線１１９は、垂直共振器型面発光
レーザ１１１の電極３２に接続されている。

【００７５】電極構造１１２の上面１５及び支持構造１
１３の上面１２０は第１の基板１２から突き出してお
り、第１の基板１２と第２の基板１１とは、マイクロバ
ンプ２０及び１０２が電極構造１１２の上面１５及び支
持構造１１３の上面１２０とそれぞれ接するように保持
される。そして、紫外線硬化樹脂２２が第１の基板１２
と第２の基板１１との間に満たされている。

【００７６】第１の基板１２の裏面１２６には垂直共振
器型面発光レーザ１１１が設けられている位置に対応し
て、ガイド穴１２１が設けられており、その周りに酸化
ケイ素膜１２２が形成されている。ガイド穴１２１に
は、コア１２４及びクラッド層１２５を有するマルチモ
ード光ファイバ１２３が挿入され、垂直共振器型面発光
レーザ１１１から出射した光１２７が、第１の基板１２
を透過して、コア１２４に入射する。

【００７７】この様な構造によれば、垂直共振器型面発
光レーザ１１１を駆動するために必要な配線は、すべて
第２の基板１１上に形成することができ、第１の基板１
２の裏面１２６に光ファイバと接続するための空間を確
保できる。また、第１の基板１２の裏面に深いガイド穴
１２１を形成できるので、光ファイバ１２３と垂直共振
器型面発光レーザ１１１との位置合わせが非常に簡単に
行うことができる。従って、垂直共振器型面発光レーザ
１１１を第１の基板１２に複数アレイ状に配置した場合
でも、容易に複数の光ファイバを接続することができ
る、光ファイバとの接続に適した光モジュール１１０が
実現される。

【００７８】（実施例３）図９は、本発明の第３の実施
例による垂直共振器型面発光レーザを有する光モジュー
ル１３０の断面を示している。光モジュール１３０は、
第１の基板１２と、第１の基板１２に支持された垂直共
振器型面発光レーザ１３２、電極構造１３６、及び電界
効果型トランジスタ１３４と、第２の基板１１とを有し
ている。第２の基板１１の表面には窒化ケイ素や酸化ケ
イ素等からなる絶縁膜２１設けられており、絶縁膜２１
を介してマイクロバンプ１３８、１４０、及び１４２が
第２の基板１１上に設けられている。さらに図示してい
ないがマイクロバンプ１３８、１４０、及び１４２はパ
ッドを備えた配線にそれぞれ接続されている。

【００７９】垂直共振器型面発光レーザ１３２は、発光
層２４と発光層２４を挟むｎ型ブラッグ反射器１４４の
一部及びｐ型ブラッグ反射器１４６とを含む半導体多層
１４８と半導体多層１４８上に設けられた電極１５０と
を含んでいる。ｎ型ブラッグ反射器１４４は、第１の基
板１２の全面を覆って設けられている。

【００８０】電界効果型トランジスタ１３４は、ｎ型の
チャネル層１５４と、チャネル層１５４に設けられたゲ
ート電極１５６、ソース電極１５８、及びドレイン電極
１６０を備えている。 チャネル層１５４は、半導体多
層１４８と同じ半導体層で構成される半導体多層１５２
上に形成されている。

【００８１】電極構造１３６は、半導体多層１５２及び
チャネル層１５４と同じ半導体層で構成される半導体多
層１６２と、半導体多層１６２上に設けられた電極１６
４とを含んでいる。半導体多層１６４はｎ型ブラッグ反
射器１４４の一部分を含んでおり、半導体多層１６４内
に形成されるｐｎ接合は破壊されている。その結果、電
極構造１３６の上面１６６は、垂直共振器型面発光レー
ザ１３２のｎ型ブラッグ反射器１４４と低抵抗で接続さ
れる。

【００８２】垂直共振器型面発光レーザ１３２、電界効
果型トランジスタ１３４、及び電極構造１３６の側面及
びｎ型ブラッグ反射器１４４は酸化ケイ素や窒化ケイ素
かなる絶縁膜１６８で覆われている。絶縁膜１６８上に
は垂直共振器型面発光レーザ１３２の電極１５０とソー
ス電極１５８とを電気的に接続する配線１７０が設けら
れている。

【００８３】電極構造１３６の上面１６６は、第１の基
板１２に設けられたｎ型ブラッグ反射器１４４の表面よ
りも突き出しており、第１の基板１２と第２の基板１１
とは、マイクロバンプ１３８、１４０、及び１４２が電
極構造１３６の上面１６６、ドレイン電極１６０、及び
ゲート電極１５６とそれぞれ接するように保持される。
そして、紫外線硬化樹脂２２が第１の基板１２と第２の
基板１１との間に満たされている。

【００８４】光モジュール１３０において、ゲート電極
１５６に印加する電圧に基づいて、ドレイン電極１６０
とソース電極１５８との間に電流が流れ、配線１７０を
介して垂直共振器型面発光レーザ１３２に電圧が印加さ
れる。一方、電極構造１３６を介してｎ型ブラッグ反射
器１４４にも電圧が印加されるため、垂直共振器型面発
光レーザ１３２を発光させることができる。

【００８５】この構造においても、垂直共振器型面発光
レーザ１３２の上面１７２がマイクロバンプに接するこ
とがないので、発光層２４に荷重を与えずに第２の基板
１１を第１の基板１２に接合できる。

【００８６】上記実施例では電界効果型トランジスタと
垂直共振器型面発光レーザを備えた光モジュールを説明
したが、以下に説明するように電界効果型トランジスタ
の代わりにヘテロ接合バイポーラトランジスタを備えて
いてもよい。

【００８７】図１０は、光モジュール２００の断面を示
している。光モジュール２００は、第１の基板１２と、
第１の基板１２にバッファ層３８を介して支持された垂
直共振器型面発光レーザ２０２、電極構造２０４、及び
ヘテロ接合バイポーラトランジスタ２０６と、第２の基
板１１とを有している。第２の基板１１の表面には窒化
ケイ素や酸化ケイ素等からなる絶縁膜２１設けられてお
り、絶縁膜２１を介してマイクロバンプ２０８、２１
０、２１２、及び２１４が第２の基板１１上に設けられ
ている。さらに図示していないがマイクロバンプ２０
８、２１０、２１２、及び２１４はパッドを備えた配線
にそれぞれ接続されている。

【００８８】垂直共振器型面発光レーザ２０２は、発光
層２４と発光層２４を挟むｐ型ブラッグ反射器２１６の
一部及びｎ型ブラッグ反射器２１８とを含む半導体多層
２２０と半導体多層２２０上に設けられた電極２２２と
を含んでいる。ｐ型ブラッグ反射器２１６は、バッファ
層３８の全面を覆って設けられている。

【００８９】ヘテロ接合バイポーラトランジスタ２０６
は、コレクタ層２２４、ベース層２２６、及びエミッタ
層２２８とこれらの半導体層に電気的に接続されたコレ
クタ電極２３０、ベース電極２３２、及びエミッタ電極
２３４とを有している。ベース層２２６はエミッタ層２
２８とコレクタ層２２４とに挟まれており、コレクタ層
２２４は、半導体多層２２０と同じ半導体層で構成され
る半導体多層２３６上にバッファ層２３８を介して形成
されている。

【００９０】電極構造２０４は、半導体多層２２０と同
じ半導体層で構成される半導体多層２４０と半導体多層
２４０上に設けられた電極２４２とを含んでいる。半導
体多層２４０はｐ型ブラッグ反射器２１６の一部分を含
んでおり、半導体多層２４０内に形成されるｐｎ接合は
破壊されている。その結果、電極構造２０４の上面２４
４は、垂直共振器型面発光レーザ２０２のｐ型ブラッグ
反射器２１６と低抵抗で接続される。

【００９１】垂直共振器型面発光レーザ２０２、ヘテロ
接合バイポーラトランジスタ２０６、及び電極構造２０
４の側面及びｐ型ブラッグ反射器２１６は酸化ケイ素や
窒化ケイ素からなる絶縁膜２４６で覆われている。絶縁
膜２４６上には垂直共振器型面発光レーザ２０２の電極
２２２とコレクタ電極２３０とを電気的に接続する配線
２４８が設けられている。

【００９２】電極構造２０４の上面２４４は第１の基板
１２に形成されたｐ型ブラッグ反射器２１６の表面より
も突き出しており、第１の基板１２と第２の基板１１と
は、マイクロバンプ２０８、２１０、２１２、及び２１
４が電極構造２０４の上面２４４、エミッタ電極２３
４、ベース電極２３２、及びコレクタ電極２３０とそれ
ぞれ接するように保持されている。第１の基板１２と第
２の基板１１との間には紫外線硬化樹脂２２が満たされ
ている。

【００９３】光モジュール２００において、マイクロバ
ンプ２１２を介してベース電極２３２に印加される電圧
あるいは電流に基づいて、エミッタ電極２３４とコレク
タ電極２３０との間に電流が流れ、配線２４８を介して
垂直共振器型面発光レーザ２０２のｎ型ブラッグ反射器
２１８に電圧が印加される。一方、電極構造２０４を介
してｐ型ブラッグ反射器２１６にも電圧が印加されるた
め、垂直共振器型面発光レーザ２０２を発光させること
ができる。

【００９４】この構造においても、垂直共振器型面発光
レーザ２０２の上面２５０がマイクロバンプに接するこ
とがないので、発光層２４に荷重を与えずに第２の基板
１１を第１の基板１２に接合できる。

【００９５】また、以下に説明するように、ヘテロ接合
バイポーラトランジスタを垂直共振器型面発光レーザ上
に形成することもできる。

【００９６】図１１は、光モジュール２６０の断面を示
している。光モジュール２６０は、第１の基板１２と、
第１の基板１２にバッファ層３８を介して支持された垂
直共振器型面発光レーザ２６２及び電極構造２６４と、
垂直共振器型面発光レーザ２６２上に形成されたヘテロ
接合バイポーラトランジスタ２６６と、第２の基板１１
とを有している。第２の基板１１の表面には窒化ケイ素
や酸化ケイ素等からなる絶縁膜２１が設けられており、
絶縁膜２１を介してマイクロバンプ２６８、２７０、２
７２、及び２７４が第２の基板１１上に設けられてい
る。さらに図示していないがマイクロバンプ２６８、２
７０、２７２、及び２７４はパッドを備えた配線にそれ
ぞれ接続されている。

【００９７】垂直共振器型面発光レーザ２６２は、発光
層２４と発光層２４を挟むｐ型ブラッグ反射器２７６の
一部及びｎ型ブラッグ反射器２７８とを含んでいる。ｐ
型ブラッグ反射器２７６は、バッファ層３８の全面を覆
って設けられている。

【００９８】ヘテロ接合バイポーラトランジスタ２６６
は、コレクタ層２８０、ベース層２８２、及びエミッタ
層２８４とベース層２８２及びエミッタ層２８４とそれ
ぞれ電気的に接続されたベース電極２８６及び２８７、
ならびにエミッタ電極２８８とを有している。ベース層
２８２はエミッタ層２８４とコレクタ層２８０とに挟ま
れており、コレクタ層２８０は、垂直共振器型面発光レ
ーザ２６２のｎ型ブラッグ反射器２７８上に形成されて
いる。

【００９９】電極構造２６４は、垂直共振器型面発光レ
ーザ２６２と同じ半導体層で構成される半導体多層２９
０と半導体多層２９０上に設けられた電極２９２とを含
んでいる。半導体多層２９０はｐ型ブラッグ反射器２７
６の一部分を含んでおり、半導体多層２９０内に形成さ
れるｐｎ接合は破壊されている。その結果、電極構造２
６４の上面２９４は、垂直共振器型面発光レーザ２６２
のｐ型ブラッグ反射器２７６と低抵抗で接続される。

【０１００】垂直共振器型面発光レーザ２６２、ヘテロ
接合バイポーラトランジスタ２６６、及び電極構造２６
４の側面及びｐ型ブラッグ反射器２７６は酸化ケイ素や
窒化ケイ素からなる絶縁膜２９６で覆われている。

【０１０１】電極構造２６４の上面２９４は、第１の基
板１２に形成されたｐ型ブラッグ反射器２７６の表面か
ら突き出しており、第１の基板１２と第２の基板１１と
は、マイクロバンプ２６８、２７０、２７２、及び２７
４がベース電極２８６、エミッタ電極２８８、ベース電
極２８７、及び電極構造２６４の上面２９４とそれぞれ
接するように保持されている。第１の基板１２と第２の
基板１１との間には紫外線硬化樹脂２２が満たされてい
る。

【０１０２】光モジュール２６０において、マイクロバ
ンプ２６８及び２７２からベース電極２８６及び２８７
を介してベース層２８２に印加される電圧に基づいて、
マイクロバンプ２７０からエミッタ層２８４、ベース層
２８２、及びコレクタ層２８０を介してｎ型ブラッグ反
射器２７８へマイナスの電荷が印加される。一方、マイ
クロバンプ２７４から電極構造２９０を介してｐ型ブラ
ッグ反射器２７６にプラスの電圧が印加されるため、垂
直共振器型面発光レーザ２６２を発光させることができ
る。

【０１０３】上記実施例では、電界効果型トランジスタ
あるいはバイポーラトランジスタの３端子のうちの少な
くとも２つの端子を受けるマイクロバンプが第２の基板
１１上に設けられている光モジュールを説明した。しか
し、これらの端子を直接受けるマイクロバンプは必ず必
要なわけではない。例えば、光モジュールが更に他の能
動素子や受動素子を有している場合には、これらの端子
が、能動素子や受動素子に接続され、第２の基板に設け
られたマイクロバンプには直接接続されていなくてもよ
い。

【０１０４】（実施例４）図１２（ａ）は、本発明の第
４の実施例による垂直共振器型面発光レーザを有する光
モジュール３００の断面を示している。光モジュール３
００は２つの支持構造を備え、マイクロバンプが直接電
界効果型トランジスタと接しない点で図９に示される光
モジュール１３０と異なっている。図１２（ａ）におい
て、図９に示される光モジュール１３０と同じ構成要素
には同一の参照符号を付している。

【０１０５】光モジュール３００は、第１の基板１２
と、第１の基板１２に支持された垂直共振器型面発光レ
ーザ１３２、電極構造１３６、電界効果型トランジスタ
１３４、第１の支持構造３０２、及び第２の支持構造３
０４と、第２の基板１１とを有している。第２の基板１
１の表面には窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなる絶縁膜
２１が設けられており、絶縁膜２１を介してマイクロバ
ンプ１３８、３０６、及び３０８が第２の基板１１上に
設けられている。さらに図示していないがマイクロバン
プ１３８、３０６、及び３０８はパッドを備えた配線に
それぞれ接続されている。

【０１０６】垂直共振器型面発光レーザ１３２は、発光
層２４と発光層２４を挟むｎ型ブラッグ反射器１４４の
一部及びｐ型ブラッグ反射器１４６とを含む半導体多層
１４８と半導体多層１４８上に設けられた電極１５０と
を含んでいる。ｎ型ブラッグ反射器１４４は、第１の基
板１２の全面を覆って設けられている。

【０１０７】電界効果型トランジスタ１３４は、ｎ型の
チャネル層１５４と、チャネル層１５４に設けられたゲ
ート電極１５６、ソース電極１５８、及びドレイン電極
１６０を備えている。 チャネル層１５４は、半導体多
層１４８と同じ半導体層で構成される半導体多層１５２
上に形成されている。

【０１０８】電極構造１３６は、半導体多層１４８及び
チャネル層１５４と同じ半導体層で構成される半導体多
層１６２と、半導体多層１６２上に設けられた電極１６
４とを含んでいる。半導体多層１６２はｎ型ブラッグ反
射器１４４の一部分を含んでおり、半導体多層１６２内
に形成されるｐｎ接合は破壊されている。その結果、電
極構造１３６の上面１６６は、垂直共振器型面発光レー
ザ１３２のｎ型ブラッグ反射器１４４と低抵抗で接続さ
れる。

【０１０９】第１の支持構造３０２及び第２の支持構造
３０４は、半導体多層１４８及びチャネル層１５４と同
じ半導体層で構成される半導体多層３１０及び３１２
と、半導体多層３１０及び３１２を覆う絶縁層１６８の
一部と、絶縁層１６８上に設けられた配線３１４及び３
１６の一部を有している。配線３１４及び３１６はそれ
ぞれドレイン電極１６０及びゲート電極１５６に電気的
に接続されている。

【０１１０】垂直共振器型面発光レーザ１３２、電界効
果型トランジスタ１３４、電極構造１３６、第１の支持
構造３０２、及び第２の支持構造３０４の側面及びｎ型
ブラッグ反射器１４４は酸化ケイ素や窒化ケイ素からな
る絶縁膜１６８で覆われている。絶縁膜１６８上には垂
直共振器型面発光レーザ１３２の電極１５０とソース電
極１５８とを電気的に接続する配線１７０が設けられて
いる。

【０１１１】電極構造１３６の上面、第１の支持構造３
０２上面、及び第２の支持構造３０４の上面は、第１の
基板１２から突き出しており、第１の基板第１の基板１
２と第２の基板１１とは、マイクロバンプ１３８、３０
６、及び３０８が電極構造１３６の上面１６６、第１の
支持構造３０２、及び第２の支持構造３０４とそれぞれ
接するように保持されている。そして、紫外線硬化樹脂
２２が第１の基板１２と第２の基板１１との間に満たさ
れている。

【０１１２】光モジュール３００において、マイクロバ
ンプ３０８から配線３１６及びゲート電極１５６に印加
される電圧に基づいて、マイクロバンプ３０６から配線
３１４、ドレイン電極１６０、ソース電極１５８、及び
配線１７０を介して垂直共振器型面発光レーザ１３２の
ｐ型ブラッグ反射器１４６に電圧が印加される。一方、
電極構造１３６を介してｎ型ブラッグ反射器１４４にも
電圧が印加されるため、垂直共振器型面発光レーザ１３
２を発光させることができる。

【０１１３】この構造によれば、垂直共振器型面発光レ
ーザ１３２の上面がマイクロバンプに接することがない
ので、発光層２４に荷重を与えずに第２の基板１１を第
１の基板１２に接合できる。更に、電界効果型トランジ
スタ１３４にも荷重を与えることもない。

【０１１４】また、垂直共振器型面発光レーザ１３２に
確実に荷重がかからないようにするために、図１２
（ｂ）に示すように、第１の基板１２に対して第１の支
持構造３０２及び第２の支持構造３０４の上面３１８及
び３２０が垂直共振器型面発光レーザ１３２の上面３２
２に比べて高くなっていることが好ましい。この様な構
造は、例えば、半導体多層３１０及び３１２と絶縁層１
６８との間に適当な厚さを有し、酸化ケイ素や窒化ケイ
素からなる絶縁層３２４を形成すればよい。上面３１８
及び３２０と上面３２２との高さの差は０．５μｍ以上
が好ましい。この場合には、配線３１４及び３１６が大
きな段差にまたがって形成される際に断線しないよう
に、ポリイミド樹脂３２６を絶縁層１６８上に設け段差
を小さくすることが好ましい。この構造によれば、第１
の支持構造３０２及び第２の支持構造３０４がマイクロ
バンプ３０６及び３０８にめり込んだ場合でも、垂直共
振器型面発光レーザ１３２の上面３２２が第２の基板１
１に接して、発光層２４に荷重が加わることを確実に防
ぐことができる。

【０１１５】上記実施例では垂直共振器型面発光レーザ
及び電界効果型トランジスタを備えた光モジュールを説
明したが、以下に説明するように電界効果型トランジス
タの代わりにヘテロ接合バイポーラトランジスタを備え
ていてもよい。

【０１１６】図１３（ａ）は、光モジュール３３０の断
面を示している。光モジュール３３０は２つの支持構造
を備え、マイクロバンプがヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタと接しない点で図１０に示される光モジュール２
００と異なっている。図１３（ａ）において、図１０に
示される光モジュール２００と同じ構成要素には同一の
参照符号を付している。

【０１１７】光モジュール３３０は、第１の基板１２
と、第１の基板１２にバッファ層３８を介して支持され
た垂直共振器型面発光レーザ２０２、電極構造２０４、
第１の支持構造３３２、第２の支持構造３３４、及びヘ
テロ接合バイポーラトランジスタ２０６と、第２の基板
１１とを有している。

【０１１８】第２の基板１１の表面には窒化ケイ素や酸
化ケイ素等からなる絶縁膜２１が設けられており、絶縁
膜２１を介してマイクロバンプ２０８、３３６、及び３
３８が第２の基板１１上に設けられている。さらに図示
していないがマイクロバンプ２０８、３３６、及び３３
８はパッドを備えた配線にそれぞれ接続されている。

【０１１９】垂直共振器型面発光レーザ２０２は、発光
層２４と発光層２４を挟むｐ型ブラッグ反射器２１６の
一部及びｎ型ブラッグ反射器２１８とを含む半導体多層
２２０と半導体多層２２０上に設けられた電極２２２と
を含んでいる。ｐ型ブラッグ反射器２１６は、バッファ
層３８の全面を覆って設けられている。

【０１２０】ヘテロ接合バイポーラトランジスタ２０６
は、コレクタ層２２４、ベース層２２６、及びエミッタ
層２２８とこれらの半導体層に電気的に接続されたコレ
クタ電極２３０、ベース電極２３２、及びエミッタ電極
２３４とを有している。ベース層２２６はエミッタ層２
２８とコレクタ層２２４とに挟まれており、コレクタ層
２２４は、半導体多層２２０と同じ半導体層で構成され
る半導体多層２３６上にバッファ層２３８を介して形成
されている。

【０１２１】電極構造２０４は、半導体多層２２０と同
じ半導体層で構成される半導体多層２４０と半導体多層
２４０上に設けられた電極２４２とを含んでいる。半導
体多層２４０はｐ型ブラッグ反射器２１６の一部分を含
んでおり、半導体多層２４０内に形成されるｐｎ接合は
破壊されている。その結果、電極構造２０４の上面２４
４は、垂直共振器型面発光レーザ２０２のｐ型ブラッグ
反射器２１６と低抵抗で接続される。

【０１２２】第１の支持構造３３２及び第２の支持構造
３３４は、半導体多層２３６、バッファ層２３８、コレ
クタ層２２４、ベース層２２６、及びエミッタ層２２８
と同じ半導体層でそれぞれ構成される半導体多層３４０
及び３４２と、半導体多層３４０及び３４２を覆う絶縁
層２４６の一部と、絶縁層２４６上に設けられた配線３
４６及び３４８の一部をそれぞれ有している。配線３４
６及び３４８はそれぞれベース電極２３２及びエミッタ
電極２３４に電気的に接続されている。

【０１２３】垂直共振器型面発光レーザ２０２、ヘテロ
接合バイポーラトランジスタ２０６、第１の支持構造３
３２、第２の支持構造３３４、及び電極構造２０４の側
面ならびにｐ型ブラッグ反射器２１６は酸化ケイ素や窒
化ケイ素からなる絶縁膜２４６で覆われている。絶縁膜
２４６上には垂直共振器型面発光レーザ２０２の電極２
２２とコレクタ電極２３０とを電気的に接続する配線２
４８が設けられている。配線２４８、３４６、及び３４
８は絶縁層２４６上に設けられたポリイミド膜３５０に
保持されている。

【０１２４】電極構造２０４の上面２４４、第１の支持
構造３３２の上面３５２、及び第２の支持構造３３４の
上面３５４は、それぞれ第１の基板１２から突き出して
おり、第１の基板１２と第２の基板１１とは、マイクロ
バンプ２０８、３３６、及び３３８が電極構造２０４の
上面２４４、第１の支持構造３３２の上面３５２、及び
第２の支持構造３３４とそれぞれ接するように保持され
ている。第１の基板１２と第２の基板１１との間には紫
外線硬化樹脂２２が満たされている。

【０１２５】光モジュール３３０において、マイクロバ
ンプ３３６から配線３４６を介してベース電極２３２に
印加される電圧に基づいて、マイクロバンプ３３８から
配線３４８、エミッタ電極２３４、コレクタ電極２３
０、及び配線２４８を介して垂直共振器型面発光レーザ
２０２のｎ型ブラッグ反射器２１８に電圧が印加され
る。一方、電極構造２０４を介してｐ型ブラッグ反射器
２１６にも電圧が印加されるため、垂直共振器型面発光
レーザ２０２を発光させることができる。

【０１２６】この構造によれば、垂直共振器型面発光レ
ーザ２０２の上面がマイクロバンプに接することがない
ので、発光層２４に荷重を与えずに第２の基板１１を第
１の基板１２に接合できる。更に、ヘテロ接合バイポー
ラトランジスタ２０６にも荷重を与えることもない。

【０１２７】また、垂直共振器型面発光レーザ２０２に
確実に荷重がかからないようにするために、図１３
（ｂ）に示すように、第１の基板１２に対して第１の支
持構造３３２及び第２の支持構造３３４の上面３５２及
び３５４が垂直共振器型面発光レーザ２０２の上面２５
０に比べて高くなっていることが好ましい。この様な構
造は、例えば、半導体多層３４０及び３４２と絶縁層２
４６との間に適当な厚さを有し、酸化ケイ素や窒化ケイ
素からなる絶縁層３５８をそれぞれ形成すればよい。上
面３５２及び３５４と上面２５０との高さの差は０．５
μｍ以上が好ましい。この構造によれば、第１の支持構
造３３２及び第２の支持構造３３４がマイクロバンプ３
３６及び３３８にめり込んだ場合でも、垂直共振器型面
発光レーザ２０２の上面２５０が第２の基板１１に接し
て、発光層２４に荷重が加わることを確実に防ぐことが
できる。

【０１２８】また、以下に説明するように、ヘテロ接合
バイポーラトランジスタを垂直共振器型面発光レーザ上
に形成することもできる。

【０１２９】図１４（ａ）は、光モジュール３６０の断
面を示している。光モジュール３６０は２つの支持構造
を備え、マイクロバンプがヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタと接しない点で図１１に示される光モジュール２
６０と異なっている。図１４（ａ）において、図１１に
示される光モジュール２６０と同じ構成要素には同一の
参照符号を付している。

【０１３０】光モジュール３６０は、第１の基板１２
と、第１の基板１２にバッファ層３８を介して支持され
た垂直共振器型面発光レーザ２６２、電極構造３６２、
第１の支持構造３６４、及び第２の支持構造３６６と、
垂直共振器型面発光レーザ２６２上に形成されたヘテロ
接合バイポーラトランジスタ２６６と、第２の基板１１
とを有している。第２の基板１１の表面には窒化ケイ素
や酸化ケイ素等からなる絶縁膜２１が設けられており、
絶縁膜２１を介してマイクロバンプ３６８、３７０、及
び３７２が第２の基板１１上に設けられている。さらに
図示していないがマイクロバンプ３６８、３７０、及び
３７２はパッドを備えた配線にそれぞれ接続されてい
る。

【０１３１】垂直共振器型面発光レーザ２６２は、発光
層２４と発光層２４を挟むｐ型ブラッグ反射器２７６の
一部及びｎ型ブラッグ反射器２７８とを含んでいる。ｐ
型ブラッグ反射器２７６は、バッファ層３８の全面を覆
って設けられている。

【０１３２】ヘテロ接合バイポーラトランジスタ２６６
は、コレクタ層２８０、ベース層２８２、及びエミッタ
層２８４と、ベース層２８２及びエミッタ層２８４とそ
れぞれ電気的に接続されたベース電極２８６、及びエミ
ッタ電極２８８とを有している。ベース層２８２はエミ
ッタ層２８４とコレクタ層２８０とに挟まれており、コ
レクタ層２８０は、垂直共振器型面発光レーザ２６２の
ｎ型ブラッグ反射器２７８上に形成されている。

【０１３３】電極構造３６２は、垂直共振器型面発光レ
ーザ２６２、ならびにコレクタ層２８０、ベース層２８
２、及びエミッタ層２８４と同じ半導体層で構成される
半導体多層３７４と、半導体多層３７４上に設けられた
電極３７６とを含んでいる。半導体多層３７４はｐ型ブ
ラッグ反射器２７６の一部分を含んでおり、半導体多層
３７４内に形成されるｐｎ接合は破壊されている。その
結果、電極構造３６２の上面３７８は、垂直共振器型面
発光レーザ２６２のｐ型ブラッグ反射器２７６と低抵抗
で接続される。

【０１３４】第１の支持構造３６４及び第２の支持構造
３６６は、半導体多層３７４と同じ半導体層で構成され
る半導体多層３８０及び３８２と、半導体多層３８０及
び３８２を覆う絶縁層２９６の一部と、絶縁層２９６上
に設けられた配線３８４及び３８６の一部をそれぞれ有
している。配線３８４及び３８６は絶縁層２９６上に形
成されたポリイミド膜３９２に保持され、それぞれベー
ス電極２８６及びエミッタ電極２８８に電気的に接続さ
れている。

【０１３５】垂直共振器型面発光レーザ２６２、ヘテロ
接合バイポーラトランジスタ２６６、第１の支持構造３
６４、第２の支持構造３６６、及び電極構造３６２の側
面及びｐ型ブラッグ反射器２７６は酸化ケイ素や窒化ケ
イ素からなる絶縁膜２９６で覆われている。

【０１３６】電極構造３６２の上面３７８、第１の支持
構造３６４の上面３８８、及び第２の支持構造３６６の
上面３９０はそれぞれ第１の基板１２から突き出してお
り、第１の基板１２と第２の基板１１とは、マイクロバ
ンプ３６８、３７０、及び３７２が電極構造３６２の上
面３７８、第１の支持構造３６４の上面３８８、及び第
２の支持構造３６６の上面３９０とそれぞれ接するよう
に保持されている。そして、紫外線硬化樹脂２２が第１
の基板１２と第２の基板１１との間に満たされている。

【０１３７】光モジュール３６０において、マイクロバ
ンプ３７０から配線３８４及びベース電極２８６を介し
てベース層２８２に印加される電圧に基づいて、マイク
ロバンプ３７２から配線３８６、エミッタ層２８４、ベ
ース層２８２、及びコレクタ層２８０を介してｎ型ブラ
ッグ反射器２７８へマイナスの電荷が印加される。一
方、マイクロバンプ３６８から電極構造３６２を介して
ｐ型ブラッグ反射器２７６にプラスの電圧が印加される
ため、垂直共振器型面発光レーザ２６２を発光させるこ
とができる。

【０１３８】この構造によれば、垂直共振器型面発光レ
ーザ２６２上に設けられたヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ２６６がマイクロバンプに接することがないの
で、発光層２４に荷重を与えずに第２の基板１１を第１
の基板１２に接合できる。

【０１３９】また、垂直共振器型面発光レーザ２６２に
確実に荷重がかからないようにするために、図１４
（ｂ）に示すように、第１の基板１２に対して第１の支
持構造３６４及び第２の支持構造３６６の上面３８８及
び３９０がヘテロ接合バイポーラトランジスタ２６６の
上面３９４に比べて高くなっていることが好ましい。こ
の様な構造は、例えば、半導体多層３８０及び３８２と
絶縁層２９６との間に適当な厚さを有し、酸化ケイ素や
窒化ケイ素からなる絶縁層３９６をそれぞれ形成すれば
よい。上面３８８及び３９０と上面３９４との高さの差
は０．５μｍ以上が好ましい。この構造によれば、第１
の支持構造３６４及び第２の支持構造３６６がマイクロ
バンプ３７０及び３７２にめり込んだ場合でも、ヘテロ
接合バイポーラトランジスタ２６６の上面３９４が第２
の基板１１に接して、発光層２４に荷重が加わることを
確実に防ぐことができる。

【０１４０】以下に、本実施例において説明した光モジ
ュールの製造方法の一例として、光モジュール３６０の
製造方法を詳細に説明する。

【０１４１】まず図１５に示すように、バッファ層３８
と、垂直共振器型面発光レーザ２６２を構成する複数の
半導体層と、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ２６６
を構成する複数の半導体層とをＭＢＥ法などによりｎ⁺
型ＧａＡｓからなる第１の基板１２上にエピタキシャル
成長させる。

【０１４２】具体的には、ｐ型ブラッグ共振器２７６を
形成するために、２４．５対のｐ型ＡｌＡｓ層４０２及
びｐ型ＧａＡｓ層４０４を交互に積層する。また、ｎ型
ブラッグ共振器２７８を形成するために、２４．５対の
ｎ型ＡｌＡｓ層４２２及びｎ型ＧａＡｓ層４２０を交互
に積層する。

【０１４３】また、量子井戸層を形成するために、発光
層２４を挟んでバリア層４１０及び４１２を設け、レー
ザの共振器長を調整するために、スペーサ層４０６、４
０８、４１４、及び４１８を設けている。更に、ベース
層２８２とエミッタ層２８４の間にＧａＡｓ層４２４を
設け、エミッタ層２８４上に、グレーディッド層４２６
及びキャップ層４２８を設ける。これらの半導体層の厚
み及び不純物濃度を表２に示す。

【０１４４】

【表２】

【０１４５】次に図１６（ａ）に示すように、図１５に
示した半導体層を形成した第１の基板１２のキャップ層
４２８上にＡｕＧｅ／Ｎｉからなる金属膜を形成し、パ
ターニングして、電極構造の電極３７６及びエミッタ電
極２８８を形成する。また、第１の支持構造３６４及び
第２の支持構造３６６を形成するためのマスクとして電
極４３０及び４３２を形成する。その後、これらの電極
２８８、３７６、４３０、及び４３２をマスクとしてベ
ース層２８２が露出するまで、キャップ層４２８、グレ
ーディッド層４２６、エミッタ層２８４を硫酸と過酸化
水素水との混合溶液を用いてエッチングする。

【０１４６】続いて、Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕからなるベース
電極２８６を形成する。その後、熱処理し、これらの電
極と半導体層との間にオーミック接触を形成する。

【０１４７】図１６（ｂ）に示すように、これらの電極
２８６、２８８、３７６、４３０、及び４３２をマスク
として少なくともｐ型ブラッグ反射器２７６を構成する
半導体層が露出するまで、塩素ガスを用いたドライエッ
チング法により、積層された半導体層をエッチングす
る。その後、電極３７６とｐ型ブラッグ反射器２７６の
表面の間で電圧を印加し、電極構造３６２内の半導体層
に形成されているｐｎ接合を破壊する。

【０１４８】図１６（ｃ）に示すように、第１の基板１
２の表面の構造全体を覆う絶縁層２９６を形成し、更に
ポリイミド膜２２を形成する。その後、電極３７６、２
８６、及び２８８の一部を露出させるコンタクトホール
を形成し、ベース電極２８６に電気的に接続し、第１の
支持構造３６４の上部に達する配線３８４、及びエミッ
タ電極２８８に電気的に接続し、第２の支持構造３６６
の上部に達する配線３８６を形成する。

【０１４９】以下、第２の基板１１との接続は実施例１
と同様の方法によりおこなう。これにより、図１４に示
される光モジュール３６０が形成される。

【０１５０】（実施例５）図１７は、本発明の第５の実
施例による光モジュール５００の断面を示している。光
モジュール５００は低融点金属からなるマイクロバンプ
を備え、第１と第２の基板との接合をマイクロバンプと
マイクロバンプを受ける電極との合金化により実現する
点で実施例１の光モジュール１０と異なっている。図１
７において、図１に示される光モジュール１０と同じ構
成要素には同一の参照符号を付している。

【０１５１】光モジュール５００において、マイクロバ
ンプ５０６は、絶縁層２１上に形成された金層５０２と
金層５０２上に形成されたビスマス層５０４とを有して
いる。同様にマイクロバンプ５１２も金層５０８とビス
マス層５１０とからなる。ビスマス層５０４及び５１０
と電極３２及び３６との界面ではビスマスと電極３２及
び３６を構成する金属とが合金化した層が形成されてい
る。

【０１５２】第１の基板１２上の構造を形成した後、第
２の基板１１に設けられたマイクロバンプ５０６及び５
１２を電極３２及び３６とそれぞれ接触させた後、この
状態で接触部が３５０℃以上になるように加熱する。加
熱により、ビスマスが溶融し、電極３２及び３６を構成
する金属とビスマスとが合金化されマイクロバンプ５０
６及び５１２と電極３２及び３６とが接合される。これ
により、第１の基板１２と第２の基板１１とが接合され
る。

【０１５３】この様な構造によれば、２つの基板の接合
は合金化により行われるので、接合には荷重加える必要
がない。従って、発光層２４へほとんど荷重を与えるこ
とがなく垂直共振器型面発光レーザ１４の発光効率が劣
化することもない。

【０１５４】上記説明から明らかなように、第１の基板
１２と第２の基板１１とを接合する際に実施例１で説明
したような熱硬化樹脂を用いる必要はない。しかし、第
１の基板１２と第２の基板１１との安定した接合状態を
保つために適当な樹脂で第１の基板１２と第２の基板１
１との間を満たしておいてもよい。

【０１５５】ビスマスを用いたマイクロバンプは実施例
１から４において説明した種々の構造の光モジュールに
適用できる。

【０１５６】図１８は、支持構造を有する光モジュール
にビスマスを用いたマイクロバンプを適用した例を示し
ている。図１８に示される光モジュール５２０は、第２
の基板上に金層５２２とビスマス層５２４とからなるマ
イクロバンプ５２６及び金層５２８とビスマス層５３０
とからなるマイクロバンプ５３２を有する点で、図６の
光モジュール１００と異なる。この構造の場合、マイク
ロバンプ５２６は配線１０８を構成する金属と接してお
り、その界面において合金化層が形成されている。

【０１５７】図１９はヘテロ接合バイポーラトランジス
タを有する光モジュールにビスマスを用いたマイクロバ
ンプを適用した例を示している。図１９に示される光モ
ジュール５４０は、第２の基板１１上にそれぞれ、金層
５４２、５４８、５５４、及び５６０とビスマス層５４
４、５５０、５５６、及び５６２からなるマイクロバン
プ５４６、５５２、５５８、及び５６４を有する点で、
図１０の光モジュール２００と異なる。この構造の場
合、マイクロバンプ５５２、５５８、及び５６４はエミ
ッタ電極２３４、ベース電極２３２、及びコレクタ電極
２３０または配線１７０を構成する金属とそれぞれ接し
ており、その界面において合金化層が形成されている。

【０１５８】図２０は支持構造及びヘテロ接合バイポー
ラトランジスタを有する光モジュールにビスマスからな
るマイクロバンプを適用した例を示している。図２０に
示される光モジュール５８０は、第２の基板１１上にそ
れぞれ、金層５８２、５８８、及び５９４とビスマス層
５８４、５９０、及び５９６からなるマイクロバンプ５
８６、５９２、及び５９８を有する点で、図１１３の光
モジュール３３０と異なる。この構造の場合、マイクロ
バンプ５８６及び５９２は配線３４８及び３４６を構成
する金属と接しており、その界面において合金化層が形
成されている。

【０１５９】図１７から図２０を参照して、ビスマスか
らなるマイクロバンプを備えた光モジュールを説明し
た。しかし、実施例１から４において説明したように、
マイクロバンプはビスマス以外の金属で構成し、マイク
ロバンプを受ける電極構造、支持構造、あるいは垂直共
振器型面発光レーザの上面がビスマスから構成されるよ
うに、電極構造や垂直共振器型面発光レーザの上面とな
る電極あるいは支持構造上に設けられる配線をビスマス
から構成してもよい。

【０１６０】以上、本発明のいくつかの実施の形態を実
施例１から５において説明してたが、各実施例で説明し
た構造を他の実施例の構造と適宜組み合わせてもよい。

【０１６１】例えば、図４（ａ）及び（ｂ）に示される
電極構造を実施例２から５の光モジュールに用いてもよ
い。また、実施例２から５の光モジュールは１つ垂直共
振器型面発光レーザを備えているが、図５（ａ）及び
（ｂ）に示されるように垂直共振器型面発光レーザを複
数アレイ状に配置してもよい。更に、図８を参照して光
ファイバとの接続を説明したが、実施例１あるいは３か
ら５のいずれの光モジュールを図８に示す構造に改変し
てもよい。

【０１６２】また、上記実施例１から５において、第１
の基板１２は、ｎ型ＧａＡｓ以外の種々の半導体基板を
用いてもよい。垂直共振器型面発光レーザ１４を構成す
る半導体多層３０の形成に適した基板を用いることがで
きる。例えば、ＩｎＰ系の活性層を有する垂直共振器型
面発光レーザを形成する場合には、ＩｎＰ基板を用いれ
ばよい。

【０１６３】垂直共振器型面発光レーザも当業者に自明
なようにInGaAs以外の半導体からなる発光層を用いても
よい。また、ｎ型ブラッグ反射器及びｐ型ブラッグ反射
器のいずれが第１の基板に近接して設けられていてもよ
いが、第１の基板全体を覆うようにｐ型ブラッグ反射器
を第１の基板に近接して設ければ、ｐ型ブラッグ反射器
の抵抗を小さくすることができる。

【０１６４】第２の基板１１には、導電性あるいは絶縁
性の種々の基板を用いることができるが、好ましくは熱
伝導性がよい材料からなるほうが好ましい。導電性の基
板を用いる場合には、マイクロバンプを形成する表面に
絶縁膜を形成しておくことが好ましい。第２の基板とし
ては、ＡｌＮ基板、ダイヤモンド膜を備え、ガラス、シ
リコン、及び酸化アルミニウム等からなる基板を用いる
ことができる。

【０１６５】

【発明の効果】本発明によれば、発光効率を低下させる
ような大きな荷重を発光層に与えることなく垂直共振器
型面発光レーザが形成された基板をサブマウント基板に
実装することができる構造により、高い発光効率を備え
た光モジュールが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による光モジュールの構
造を示す断面図である。

【図２】図１の光モジュールに用いられる垂直共振器型
面発光レーザの構造を示す断面図である。

【図３】（ａ）から（ｆ）は図１に示される光モジュー
ルの製造方法を説明する断面図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例による光モ
ジュールに用いられる電極構造の変形例を示す断面図で
ある。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は、アレイ状に配列された複
数の垂直共振器型面発光レーザを備えた光モジュールを
構成する第１及び第２の基板の斜視図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施例に
よる光モジュールの構造を示す断面図である。

【図７】図６に示される光モジュールの発光特性を示す
グラフである。

【図８】本発明の第２の実施例による光モジュールと光
ファイバとの接続を説明する断面図である。

【図９】本発明の第３の実施例による光モジュールの構
造を示す断面図である。

【図１０】本発明の第３の実施例による別の光モジュー
ルの構造を示す断面図である。

【図１１】本発明の第３の実施例による更に別の光モジ
ュールの構造を示す断面図である。

【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施例
による光モジュールの構造を示す断面図である。

【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施例
による別の光モジュールの構造を示す断面図である。

【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施例
による更に別の光モジュールの構造を示す断面図であ
る。

【図１５】図１４の光モジュールに用いられる垂直共振
器型面発光レーザの構造を示す断面図である。

【図１６】（ａ）から（ｃ）は図１５に示される光モジ
ュールの製造方法を説明する断面図である。

【図１７】本発明の第５の実施例による光モジュールの
構造を示す断面図である。

【図１８】本発明の第５の実施例による別の光モジュー
ルの構造を示す断面図である。

【図１９】本発明の第５の実施例による更に別の光モジ
ュールの構造を示す断面図である。

【図２０】本発明の第５の実施例による更に別の光モジ
ュールの構造を示す断面図である。

【図２１】従来方法により実装された垂直共振器型面発
光レーザの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 第２の基板 １２ 第１の基板 １３、１５ 上面 １４ 垂直共振器型面発光レーザ １６ 電極構造 １７、１９ 底面 １８、２０ マイクロバンプ ２１ 絶縁層 ２２ 紫外線硬化樹脂 ２４ 発光層 ２６、２８ ブラッグ反射器 ３０、３４ 半導体多層 ３２、３６ 電極 ３８ バッファ層 ９０ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑田 賢造 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板と、 該第１の基板に支持されており、上面及び底面と、少な
   くとも発光層を含む半導体多層とを有する垂直共振器型
   面発光レーザと、 該第１の基板に支持されており、該垂直共振器型面発光
   レーザの底面に電気的に接続された電極構造と、 第１のバンプ及び第２のバンプを有する第２の基板とを
   備え、 該垂直共振器型面発光レーザの該上面及び該電極構造の
   上面は、該第１の基板から突き出しており、該第１のバ
   ンプ及び該第２のバンプが該電極構造の該上面及び該垂
   直共振器型面発光レーザの該上面とそれぞれ接するよう
   に該第２の基板が該第１の基板に対して保持された、垂
   直共振器型面発光レーザを有する光モジュール。
2. 【請求項２】 第１の基板と、 該第１の基板に支持されており、上面及び底面と、少な
   くとも発光層を含む半導体多層とを有する垂直共振器型
   面発光レーザと、 第１の基板に支持されており、該垂直共振器型面発光レ
   ーザの底面に電気的に接続された電極構造と、 該第１の基板に支持されており、導電性の上面を有する
   第１の支持構造と、 該垂直共振器型面発光レーザの該上面と該第１の支持構
   造とを電気的に接続する第１の配線と、 第１のバンプ及び第２のバンプを有する第２の基板とを
   備え、 該電極構造の上面及び該第１の支持構造の該上面は、第
   １の基板から突き出しており、該第１のバンプ及び該第
   ２のバンプが該電極構造の該上面及び該第１の支持構造
   の該上面とそれぞれ接するように該第２の基板が該第１
   の基板に対して保持された、垂直共振器型面発光レーザ
   を有する光モジュール。
3. 【請求項３】 前記第１の基板に支持されたトランジス
   タと、前記第２の基板上に設けられた第３のバンプを更
   に有し、該第３のバンプが該トランジスタの一部と接し
   ている、請求項１に記載の垂直共振器型面発光レーザを
   有する光モジュール。
4. 【請求項４】 前記第１の基板に支持されたトランジス
   タと、該第１の基板上に形成され、導電性の上面を持つ
   第２の支持構造と、該トランジスタと該第２の支持構造
   とを電気的に接続する第２の配線と、前記第２の基板上
   に設けられた第３のバンプを更に有し、該第３のバンプ
   が該第２の支持構造の上面と接している請求項２に記載
   の垂直共振器型面発光レーザを有する光モジュール。
5. 【請求項５】 第１の基板と、 該第１の基板に支持されており、上面及び底面と、少な
   くとも発光層を含む半導体多層とを有する垂直共振器型
   面発光レーザと、 該垂直共振器型面発光レーザの上面上に形成されバイポ
   ーラトランジスタと、 該第１の基板に支持されており、該垂直共振器型面発光
   レーザの底面に電気的に接続された電極構造と、 第１のバンプ及び第２のバンプを有する第２の基板とを
   備え、 該電極構造の上面は該第１の基板から突き出しており、
   該第１のバンプ及び該第２のバンプが該電極構造の該上
   面及び該バイポーラトランジスタの該上面の一部とそれ
   ぞれ接するように該第２の基板が該第１の基板に対して
   保持された垂直共振器型面発光レーザを有する光モジュ
   ール。
6. 【請求項６】 第１の基板と、 該第１の基板に支持されており、上面及び底面と、少な
   くとも発光層を含む半導体多層とを有する垂直共振器型
   面発光レーザと、該垂直共振器型面発光レーザの上面上
   に形成されてたバイポーラトランジスタと、 該第１の
   基板に支持されており、該垂直共振器型面発光レーザの
   底面に電気的に接続された電極構造と、 導電性の上面を有しており、該上面が突き出るように該
   第１の基板に支持された第１の支持構造と、 該バイポーラトランジスタと該第１の支持構造の該上面
   を電気的に接続する第１の配線と、 第１のバンプ及び第２のバンプを有する第２の基板とを
   備え、 該電極構造の上面及び該第１の支持構造の該上面は第１
   の基板から突き出しており、該第１のバンプ及び該第２
   のバンプが該電極構造の該上面及び該第１の支持構造の
   上面とそれぞれ接するように該第２の基板が該第１の基
   板に対して保持された垂直共振器型面発光レーザを有す
   る光モジュール。
7. 【請求項７】 前記第１の支持構造は前記垂直共振器型
   面発光レーザに近接して設けられている請求項２または
   ６に記載の垂直共振器型面発光レーザを有する光モジュ
   ール。
8. 【請求項８】 前記第１の支持構造は少なくとも前記半
   導体多層と同じ半導体からなる半導体層と該半導体層上
   に設けられた絶縁層と、該絶縁層上に設けられた電極と
   からなる請求項２または６に記載の垂直共振器型面発光
   レーザを有する光モジュール。
9. 【請求項９】 前記第１の支持構造は少なくとも前記半
   導体多層と同じ半導体からなる半導体層と該半導体層上
   に設けられた金属膜とからなる請求項２または６に記載
   の垂直共振器型面発光レーザを有する光モジュール。
10. 【請求項１０】 前記第１の基板から前記第１の支持構
    造の上面までの距離が前記第１の基板から前記垂直共振
    器型面発光レーザの上面までの距離よりも大きい請求項
    ２または６に記載の垂直共振器型面発光レーザを有する
    光モジュール。
11. 【請求項１１】 前記バイポーラトランジスタは電界効
    果型トランジスタである請求項３に記載の垂直共振器型
    面発光レーザを有する光モジュール。
12. 【請求項１２】 前記バイポーラトランジスタはヘテロ
    接合バイポーラトランジスタである請求項３に記載の垂
    直共振器型面発光レーザを有する光モジュール。
13. 【請求項１３】 前記第１の基板と前記第２の基板との
    間に接着剤が満たされている請求項１から１２のいずれ
    かに記載の垂直共振器型面発光レーザを有する光モジュ
    ール。
14. 【請求項１４】 前記接着剤は熱硬化樹脂である請求項
    に記載１３の垂直共振器型面発光レーザを有する光モジ
    ュール。
15. 【請求項１５】 前記接着剤は紫外線硬化樹脂である請
    求項１３に記載の垂直共振器型面発光レーザを有する光
    モジュール。
16. 【請求項１６】 前記電極構造及び前記垂直共振器型面
    発光レーザをそれぞれ複数有し、前記第１の基板上にお
    いて該複数の電極構造は多角形の頂点位置しており該複
    数の垂直共振器型面発光レーザは該多角形の内部に位置
    している請求項１から６のいずれかに記載の垂直共振器
    型面発光レーザを有する光モジュール。
17. 【請求項１７】 前記第１及び第２のバンプは３５０℃
    以下の融点を有する金属からなる請求項１から６のいず
    れかに記載の垂直共振器型面発光レーザを有する光モジ
    ュール。
18. 【請求項１８】 前記第１及び第２のバンプはビスマス
    からなる請求項１７に記載の垂直共振器型面発光レーザ
    を有する光モジュール。
19. 【請求項１９】 前記電極構造の前記上面及び垂直共振
    器型面発光レーザの前記上面は３５０℃以下の融点を有
    する金属からなる請求項１から６のいずれかに記載の垂
    直共振器型面発光レーザを有する光モジュール。
20. 【請求項２０】 前記電極構造の前記上面及び垂直共振
    器型面発光レーザの前記上面はビスマスからなる請求項
    １９に記載の垂直共振器型面発光レーザを有する光モジ
    ュール。
21. 【請求項２１】 前記垂直共振器面発光レーザは、前記
    発光層を挟む第１及び第２のブラッグ反射器を更に有す
    る請求項１から６のいずれかに記載の垂直共振器型面発
    光レーザを有する光モジュール。
22. 【請求項２２】 前記垂直共振器型面発光レーザが設け
    られた位置に対応して、前記第１の基板の裏面に光ファ
    イバを受けるガイド孔が設けられている請求項１から６
    のいずれかに記載の垂直共振器型面発光レーザを有する
    光モジュール。