WO2017026363A1 - 光電変換素子、および、光学モジュール - Google Patents

光電変換素子、および、光学モジュール Download PDF

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加藤貴敏
岩田圭司
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株式会社村田製作所
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    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]

Definitions

  • the present invention relates to a photoelectric conversion element such as a surface light emitting element or a light receiving element having a light receiving surface, and an optical module including the photoelectric conversion element.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting LASER
  • the surface light emitting element is used for an optical transmission module as disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the optical transmission module described in Patent Document 1 includes a surface light emitting element, an optical fiber, and a support substrate.
  • the surface light emitting element and the optical fiber are mounted on a support substrate.
  • the light emitting surface of the surface light emitting element is orthogonal to the surface of the support substrate.
  • the optical fiber is disposed close to the light emitting surface of the surface light emitting element.
  • the main body of the surface light emitting element is provided with an uneven shape for positioning the surface light emitting element on the support substrate.
  • the support substrate is provided with a groove into which the uneven shape is fitted.
  • Patent Document 1 in order to improve positioning accuracy, it is necessary to provide a complicated uneven shape on the main body and the support substrate of the surface light emitting element. For this reason, a construction method becomes complicated and the number of processes will increase. In addition, due to the complexity of the construction method and the increase in the number of steps, there is a risk that the dimensional accuracy may be reduced due to accumulation of manufacturing errors in each step and the construction method.
  • an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element that can obtain high placement accuracy with a simple configuration and a simple process.
  • the photoelectric conversion element of the present invention includes a base material portion, first and second electrode patterns, and first and second electrode structures.
  • the base material portion has an optical element portion that emits or receives light from the main surface.
  • the 1st electrode pattern and the 2nd electrode pattern are formed in the base material part, and are connected to the optical element part.
  • the first electrode structure is connected to the first electrode pattern, and the second electrode structure is connected to the second electrode pattern.
  • the first and second electrode structures are formed on the first side surface perpendicular to the first surface and the second surface in the base material portion so as to protrude from the first side surface.
  • the first electrode structure and the second electrode structure can be used as terminals for fixing the photoelectric conversion element.
  • the first electrode structure and the second electrode structure may have a shape protruding from the first side surface, and a simple structure is possible. Moreover, since it is an electrode structure, it becomes possible to make a dimensional accuracy high. Thereby, the attitude
  • the first electrode pattern may also serve as the first electrode structure, and the second electrode pattern may also serve as the second electrode structure.
  • At least one of the first electrode structure and the second electrode structure has a tapered end on the side opposite to the first side surface.
  • the first electrode structure and the second electrode structure may be arranged at different positions in a direction orthogonal to the main surface.
  • the first electrode structure and the second electrode structure have a shape that enters the inside of the base material portion from the first side surface.
  • the first electrode has a third electrode structure on the first side surface, and the first electrode structure, the second electrode structure, and the third electrode structure are not aligned on a straight line. It is preferable that they are arranged.
  • the optical module of the present invention includes the above-described photoelectric conversion element and a support member on which the photoelectric conversion element is mounted.
  • a mounting surface on which the photoelectric conversion element is mounted in the support member is formed with a first recess in which the first electrode structure is fitted and a second recess in which the second electrode structure is fitted.
  • a metal film is formed on the fitting surface between the first recess and the second recess.
  • the optical module of the present invention includes a photoelectric conversion element having the third electrode structure described above and a support member on which the photoelectric conversion element is mounted, and preferably has the following configuration.
  • the mounting surface of the support member on which the photoelectric conversion element is mounted fits the first recess into which the first electrode structure is fitted, the second recess into which the second electrode structure is fitted, and the third electrode structure.
  • a third recess is formed.
  • a metal film is formed on the fitting surfaces of the first recess, the second recess, and the third recess.
  • the length of the first electrode structure, the second electrode structure, and the third electrode structure protruding from the first side surface is longer than the lengths of the first recess, the second recess, and the third recess in the depth direction. long.
  • the optical module of the present invention may have the following configuration.
  • the optical module includes a lens member disposed on the first surface side of the photoelectric conversion element so as to be separated from the photoelectric conversion element, and an optical fiber disposed on the opposite side of the photoelectric conversion element with the lens member interposed therebetween.
  • the lens member includes a lens member electrode structure on a mounting surface to the support member.
  • the support member includes a lens member concave portion in which a lens member electrode structure is fitted and a metal film is formed on the fitting surface.
  • the optical module of the present invention preferably has the following configuration.
  • the optical fiber is fixed by a fiber attachment member mounted on the support member.
  • the fiber attachment member includes a fiber attachment fitting portion that fits into at least one of the base material portion of the photoelectric conversion element and the lens member.
  • the optical module of the present invention may have the following configuration.
  • the fiber attachment member includes a fiber protrusion on the mounting surface to the support member.
  • the support member includes a fiber recess into which the fiber protrusion is fitted.
  • the optical fiber placement accuracy is improved, and the positional relationship with other components of the optical module is further improved.
  • a photoelectric conversion element having high placement accuracy can be realized.
  • FIG. 1 is an external appearance perspective view which shows the main structures of the optical module which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is an external appearance perspective view of the composite member which consists of a surface emitting element which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and a supporting member. It is a disassembled perspective view of the composite member which consists of a surface emitting element which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and a supporting member.
  • (A) is a front view of the decomposition
  • 2B is a side cross-sectional view of a disassembled state of the composite member including the surface light emitting element and the support member according to the first embodiment of the present invention.
  • C is a front view of the composite member which consists of a surface emitting element which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and a supporting member.
  • D is side sectional drawing of the composite member which consists of a surface emitting element which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and a supporting member.
  • A) is a front view of the surface emitting element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • B is side surface sectional drawing of the surface emitting element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 It is a disassembled perspective view of the composite member which consists of a surface emitting element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, and a supporting member.
  • A) is a front view of the decomposition
  • B), (C) is side surface sectional drawing of the decomposition
  • a surface emitting element such as a vertical surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER) is shown as an example of the photoelectric conversion element, but the following configuration is applied to a light receiving element such as a photodiode. You can also.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting LASER
  • FIG. 1 is an external perspective view showing the main configuration of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • the optical module 1 includes a surface light emitting element 10, a support member 20, a lens member 30, and an optical fiber 40.
  • the surface light emitting element 10, the lens member 30, and the optical fiber 40 are mounted on the surface of the support member 20.
  • the first surface 101 of the surface light emitting element 10 is orthogonal to the surface of the support member 20.
  • the first surface 101 is an emission surface, and the surface light emitting element 10 emits laser light in a direction orthogonal to the emission surface.
  • the lens member 30 is disposed on the first surface 101 side of the surface light emitting element 10 with a distance from the first surface 101.
  • the optical fiber 40 is disposed on the opposite side of the surface light emitting element 10 with the lens member 30 interposed therebetween.
  • the surface light emitting element 10, the lens member 30, and the optical fiber 40 are arranged so that their optical axes Lo coincide.
  • the optical axis Lo is substantially parallel to the surface of the support member 20. In such a configuration, the accuracy of the arrangement of the surface light emitting element 10, the lens member 30, and the optical fiber 40 on the support member 20 is important, and the higher the arrangement accuracy, the higher the efficiency of the optical module 1 can be realized. .
  • FIG. 2 is an external perspective view of a composite member including a surface light emitting element and a support member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a composite member including the surface light emitting element and the support member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a front view of an exploded state of a composite member composed of a surface light emitting element and a support member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a side sectional view of an exploded state of the composite member including the surface light emitting element and the support member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B shows the A-A ′ cross section of FIG.
  • FIG. 4C is a front view of a composite member including the surface light emitting element and the support member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4D is a side cross-sectional view of the composite member including the surface light emitting element and the support member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4D shows the A-A ′ cross section of FIG.
  • the surface light emitting device 10 includes a base member 100 having a rectangular parallelepiped shape.
  • the base material portion 100 has a first surface 101 and a second surface 102 that face each other.
  • a known VCSEL structure using GaAs as a main material and having a semi-insulating GaAs, n-type GaAs or p-type GaAs as a substrate is formed in the base material portion 100.
  • the surface light emitting element 10 generates light that resonates in a direction orthogonal to the first surface 101 and the second surface 102 by applying an external voltage, and emits the light from the first surface 101 that is the main surface. That is, the base material part 100 has an optical element part.
  • the surface light emitting element may be another semiconductor material, for example, an InGaAs element on an InP substrate, sapphire, or a GaN element on Si.
  • a first electrode pattern 11 and a second electrode pattern 12 that are a set of electrodes for voltage application are formed on the first surface 101 of the base material portion 100, and are connected to the n-layer and p-layer of the VCSEL, respectively. ing.
  • the shape of the 1st electrode pattern 11 and the 2nd electrode pattern 12 which are shown in FIG. 4 is an example, and may be another shape.
  • the first electrode pattern 11 and the second electrode pattern 12 are thin film electrode patterns.
  • the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14 are formed on the first side surface 103 orthogonal to the first surface 101 and the second surface 102 in the base material portion 100.
  • the first electrode structure 13 is connected to the first electrode pattern 11.
  • the second electrode structure 14 is connected to the second electrode pattern 12.
  • the 1st electrode pattern 11 and the 2nd electrode pattern 12 may be comprised so that it may serve as the 1st electrode structure 13 and the 2nd electrode structure 14, respectively.
  • the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14 are disposed along the side where the first surface 101 and the first side surface 103 intersect.
  • the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14 have a portion that protrudes outward from the first side surface 103 and a portion that enters the inside of the base material portion 100 from the first side surface 103.
  • the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14 may not have a portion that enters the inside of the base material portion 100. However, the presence of this portion allows the first electrode structure 13 and the second electrode structure.
  • the bonding reliability between the body 14 and the base material portion 100 can be improved.
  • the conduction between the two electrode structures is limited to the active region of the VCSEL, and an insulating layer is inserted between the base material portion 100 and the electrode pattern and electrode structure so as not to leak from other parts.
  • an insulating layer is not essential.
  • the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14 have a three-dimensional shape with little difference in length in three orthogonal directions.
  • the ends of the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14 on the side opposite to the side entering the base material portion 100 are viewed in front (viewed in a direction perpendicular to the first surface 101), and the width gradually increases.
  • the taper part tpy which becomes narrow is provided.
  • the surface light emitting device 10 having such a configuration can be manufactured by the following steps. First, a VCSEL structure is formed on the base material portion 100. Under the present circumstances, the base material part 100 is formed in the magnitude
  • size which can form the 1st electrode structure 13 and the 2nd electrode structure 14 is made into the 1st electrode structure 13 and the 2nd electrode. Etching is performed in accordance with the shape of the structure 14.
  • an electrode seed layer is formed in the hole formed by this etching.
  • the hole in which the electrode seed layer is formed is filled with an electrode by plating. Thereby, the 1st electrode structure 13 and the 2nd electrode structure 14 are formed. Specifically, after the plating is formed with a sufficient thickness so as to protrude from the first surface 101, the height of the plating surface is matched with the height of the first surface 101 through a polishing process.
  • the first electrode structure 13 is connected to the first electrode pattern 11
  • the second electrode structure 14 is connected to the second electrode pattern 12.
  • the base material portion 100 formed with a size capable of forming the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14 deep digging such as a photolithography technique and a Bosch process is performed.
  • the base material part 100 is selectively shaved by RIE or the like.
  • the 1st side surface 103 from which the 1st electrode structure 13 and the 2nd electrode structure 14 protrude is formed.
  • the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14 can be formed with high dimensional accuracy. Moreover, the flatness and perpendicularity of the first side surface 103 can be increased. Thereby, the installation precision of the surface emitting element 10 can be improved.
  • the support member 20 is an insulating flat plate made of silicon (Si), glass, resin or the like.
  • the support member 20 may be made of another material as long as it has an insulating property or an insulating layer can be formed and the drilling accuracy in the direction orthogonal to the flat plate surface is high.
  • a first recess 21 and a second recess 22 are formed on the mounting surface, which is one flat surface of the support member 20.
  • a first metal film 23 is formed in a predetermined range of the mounting surface including the surface of the first recess 21 and the first recess 21.
  • a second metal film 24 is formed in a predetermined range of the surface of the second recess 22 and the mounting surface including the second recess 22.
  • the first recess 21 and the second recess 22 are formed by dry etching. Since the material of the support member 20 is a material with high drilling accuracy, the dimensional accuracy of the first recess 21 and the second recess 22 is high.
  • the first metal film 23 and the second metal film 24 are formed by plating or vapor deposition whose film thickness is easy to control. Thereby, the film thicknesses of the first metal film 23 and the second metal film 24 become highly accurate.
  • an insulating layer is formed under each metal film in order to ensure insulation between the metal film 23 and the metal film 24. Accordingly, the first recess 21 covered with the first metal film 23 and the second recess 22 covered with the second metal film 24 can be realized with high dimensional accuracy. Further, the mounting surface covered with the first metal film 23 and the second metal film 24 can also be realized with high flatness.
  • the first electrode structure 13 of the surface light emitting element 10 is inserted into the first recess 21 of the support member 20 and these are fitted.
  • the 2nd electrode structure 14 of the surface emitting element 10 is inserted in the 2nd recessed part 22 of the supporting member 20, and these are fitting.
  • the first side surface 103 of the surface light emitting element 10 is in contact with the mounting surface of the support member 20 (more specifically, the surfaces of the first metal film 23 and the second metal film 24).
  • the flatness of each abutting surface is high, and the above-mentioned fitted portion has high dimensional accuracy. Therefore, the surface light emitting element 10 can be arranged and fixed to the support member 20 with high accuracy.
  • the tips of the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14 are tapered. Therefore, even if the accuracy of the process of inserting the first electrode structure 13 into the first recess 21 and inserting the second electrode structure 14 into the second recess 22 is low, the first electrode structure 13 is securely connected to the first electrode structure 13.
  • the second electrode structure 14 can be inserted into the second recess 22 by being inserted into the recess 21. Thereby, the composite member of the surface emitting element 10 and the supporting member 20 can be manufactured more easily.
  • a driving voltage can be directly applied to the surface light emitting element 10 from a driving circuit (not shown) formed on the support member 20 using a pair of electrode structures also used for fixing, and the driving system The structure can be simplified.
  • the lens member 30 can be arrange
  • FIG. Moreover, the optical fiber 40 can also be arrange
  • FIG. 5A is a front view of a surface light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a side sectional view of the surface light emitting device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B shows the A-A ′ cross section of FIG.
  • the surface light emitting device 10A according to the present embodiment is different from the surface light emitting device 10 according to the first embodiment in the configuration of the first electrode structure 13A and the second electrode structure 14A. Other configurations are the same as those of the surface light emitting device 10 according to the first embodiment.
  • the first electrode structure 13A and the second electrode structure 14A include a tapered portion tpyB whose width is narrowed when viewed from the side, and a tapered portion tpyB whose width is narrowed when viewed from the side.
  • the first electrode structure 13A can be more reliably inserted into the first recess 21 and the second electrode structure 14A can be inserted into the second recess 22.
  • the composite member of 10 A of surface emitting elements and the supporting member 20 can be manufactured more easily.
  • taper part tpyA and the taper part tpyB do not need to be provided simultaneously, for example, only the taper part tpyB may be provided.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a composite member including a surface light emitting element and a support member according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a front view of an exploded state of a composite member including a surface light emitting element and a support member according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B and FIG. 7C are side cross-sectional views in an exploded state of a composite member composed of a surface light emitting device and a support member according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B shows the A-A ′ cross section of FIG.
  • FIG. 7C shows a B-B ′ cross section of FIG.
  • the surface light emitting device 10B according to the present embodiment differs from the surface light emitting device 10 according to the first embodiment in the addition of the third electrode structure 15 and the arrangement of a plurality of electrode structures.
  • the support member 20B according to the present embodiment is different from the support member 20 according to the first embodiment in the addition of the third recess 25 and the arrangement of the plurality of recesses.
  • Other configurations are the same as the composite member of the surface light emitting element and the support member according to the first embodiment.
  • the first electrode pattern 11 is formed on the first surface 101 of the base material portion 100B, and the second electrode pattern 12B is formed on the second surface 102.
  • the first electrode structure 13 is connected to the p-layer of the VCSEL, and the second electrode structure 14B is connected to the n-type substrate.
  • the first electrode structure 13 is connected to the n-layer of the VCSEL, and the second electrode structure 14B is connected to the p-type substrate of the VCSEL.
  • the first electrode structure 13 is connected to the n-layer or p-layer of the VCSEL, and the second electrode structure 14B is formed near the first surface 101. It is electrically connected through a via connected to the p layer or n layer.
  • the first electrode structure 13, the second electrode structure 14 ⁇ / b> B, and the third electrode structure 15 are formed in a shape protruding from the first side surface 103.
  • the second electrode structure 14B is connected to the second electrode pattern 12B.
  • the third electrode structure 15 is formed by the same method as the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14B.
  • the first electrode structure 13 and the third electrode structure 15 are disposed on the first surface 101 side of the first side surface 103.
  • the second electrode structure 14 ⁇ / b> B is disposed on the second surface 102 side in the first side surface 103.
  • the 1st electrode structure 13, the 2nd electrode structure 14B, and the 3rd electrode structure 15 are arranged so that it may not line up on a straight line.
  • the support member 20B includes a second recess 22B and a third recess 25. Further, the support member 20B includes a second metal film 24B and a third metal film 26.
  • the second metal film 24B covers a predetermined range of the mounting surface including the surface of the second recess 22B and the second recess 22B.
  • the third metal film 26 covers the predetermined range of the mounting surface including the surface of the third recess 25 and the third recess 25.
  • the second electrode structure 14B is fitted in the second recess 22B, and the third electrode structure 15 is fitted in the third recess 25.
  • first electrode pattern 11 is formed on the first surface 101 of the base material portion 100B and the second electrode pattern 12B is formed on the second surface 102
  • two electrode patterns may be formed on the first surface 101.
  • the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14 are disposed on the first surface 101 side of the first side surface 103
  • the third electrode structure 15 is disposed on the second surface 102 side of the first side surface 103. It only has to be done.
  • the electrical connection with the VCSEL is made through the first electrode structure 13 and the second electrode structure 14.
  • FIG. 8 is an enlarged side sectional view showing a fitting state of a composite member including a surface light emitting element and a support member according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the surface light emitting device 10C according to this embodiment is different from the surface light emitting device 10B according to the third embodiment in that the first electrode structure 13C, the second electrode structure 14C, and the first of the third electrode structures.
  • the difference is that the projecting dimension from the side surface 103 is specifically set.
  • the projecting dimension H from the first side surface 103 of the first electrode structure 13C, the second electrode structure 14C, and the third electrode structure is the first recess 21, the second recess 22, and the third recess of the support member 20C. Longer than the depth dimension D.
  • the tip of the first electrode structure 13C is in contact with the bottom surface 211 of the first recess 21 and the tip of the second electrode structure 14C is in contact with the bottom 221 of the second recess 22.
  • the tip of the third electrode structure is in contact with the bottom surface of the third recess.
  • each surface of each recess has high flatness and high dimensional accuracy. Further, the flatness and dimensional accuracy of the tips of the first electrode structure 13C, the second electrode structure 14C, and the third electrode structure are also high.
  • the surface light emitting element 10C is arranged in a desired posture with higher accuracy with respect to the support member 20C by bringing the tip of each electrode structure into contact with the bottom surface of each recess. be able to.
  • the first electrode structure 13C, the second electrode structure 14C, and the third electrode structure have the same protrusion dimension H, and the first recess 21, the second recess 22, and the third recess
  • the aspect which made the depth dimension D the same was shown.
  • the difference between the projecting dimension of the first electrode structure 13C and the depth dimension of the first recess, the difference between the projecting dimension of the second electrode structure 14C and the depth dimension of the second recess, and the third electrode structure As long as the difference between the projecting dimension and the depth dimension of the third recess is the same, the projecting dimension and the depth dimension may be different.
  • a composite member can be manufactured by an easier process by making the protrusion dimension of a some electrode structure, and the depth dimension of a some recessed part the same.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of an optical module according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the optical fiber is not shown, but is mounted in a fiber through-hole described later.
  • the optical module 1D according to the present embodiment is different from the optical module 1 according to the first embodiment in that a fiber attachment member 50 is added. Further, according to the addition of the fiber attachment member 50, the shape of the surface light emitting element 10D and the shape of the lens member 30D are changed.
  • the surface light emitting element 10 ⁇ / b> D includes a protrusion 110 on the second side surface 104 facing the first side surface 103.
  • the lens member 30D includes a protrusion 310 on the top surface facing the mounting surface.
  • the fiber attachment member 50 includes a main part 51 and a thin part 52, and the main part 51 and the thin part 52 are integrally formed.
  • the fiber attachment member 50 is made of a material having high dimensional accuracy by molding.
  • a fiber through hole 511 is formed in the main body 51.
  • An optical fiber (not shown) is inserted and fixed in the fiber through hole 511.
  • the thin portion 52 is formed with recesses 521 and 522 serving as fiber attachment fitting portions.
  • the recess 521 is fitted to the projection 110 of the surface light emitting element 10D, and the recess 522 is fitted to the projection 310 of the lens member 30D.
  • the fiber attachment member 50 is arranged and fixed with high positional accuracy with respect to the surface light emitting element 10D and the lens member 30D. Thereby, highly efficient optical module 1D is realizable with simple structure.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of an optical module according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the optical fiber is not shown, but is attached to a fiber through-hole described later.
  • the optical module 1E according to the present embodiment differs from the optical module according to the fifth embodiment in the structure of the fiber attachment member 50E.
  • the optical module 1E according to the present embodiment uses the surface light emitting element 10 and the lens member 30 according to the first embodiment.
  • a fiber through-hole 511 is formed in the fiber attachment member 50E.
  • An optical fiber (not shown) is inserted and fixed in the fiber through hole 511.
  • Fiber protrusions 531 and 532 are formed on the bottom surface of the fiber attachment member 50E.
  • the support member 20E has fiber recesses 251 and 252 formed therein.
  • the fiber recess 251 is fitted into the fiber protrusion 531
  • the fiber recess 252 is fitted into the fiber protrusion 532. Since the fiber recesses 251 and 252 and the fiber protrusions 531 and 532 are formed with high dimensional accuracy, the fiber attachment member 50E is arranged with high dimensional accuracy with respect to the support member 20E. And by providing the above-mentioned composition, surface emitting element 10 and lens member 30 are arranged with high dimensional accuracy. Thereby, the fiber attachment member 50E is arranged and fixed with high positional accuracy with respect to the surface light emitting element 10 and the lens member 30. Thereby, the highly efficient optical module 1E can be realized with a simple configuration.
  • Optical modules 10, 10A, 10B, 10C, 10D Surface light emitting element 11: First electrode pattern 12, 12B: Second electrode pattern 13, 13A, 13C: First electrode structure 14, 14A, 14B, 14C: 2nd electrode structure 15: 3rd electrode structure 20, 20B, 20C, 20E: Support member 21: 1st recessed part 22, 22B: 2nd recessed part 23: 1st metal film 24, 24B: 2nd Metal film 25: Third recess 26: Third metal film 30, 30D: Lens member 40: Optical fiber 50, 50E: Fiber mounting member 51: Main part 52: Thin part 100, 100B: Base part 101: First surface 102: 2nd surface 103: 1st side surface 104: 2nd side surface 110: Protrusion part 211,221: Bottom face 251,252: Recessed part 310 for fiber: Protrusion part 511: Through-hole 521 for fiber 22: recess 531, 532: fiber protrusion

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Abstract

光電変換素子である面発光素子（１０）は、基材部（１００）、第１、第２電極パターン（１１，１２）、および、第１、第２電極構造体（１３，１４）を備える。基材部（１００）は、対向する第１面（１０１）と第２面（１０２）とを有する。基材部（１００）は、第１面（１０１）から光を出射する。第１電極パターン（１１）および第２電極パターン（１２）は、基材部（１００）に形成されており、光電変換に利用される。第１電極構造体（１３）は、第１電極パターン（１１）に接続され、第２電極構造体（１４）は、第２電極パターン（１２）に接続されている。第１、第２電極構造体（１３，１４）は、基材部（１００）における第１面（１０１）および第２面（１０２）に直交する第１側面（１０３）に、該第１側面（１０３）から突出する形状で形成されている。

Description

光電変換素子、および、光学モジュール
　この発明は、面発光素子、または、受光面を有する受光素子等の光電変換素子、および、当該光電変換素子を備える光学モジュールに関する。
　現在、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ＬＡＳＥＲ）等の面発光素子が多く実用化されている。面発光素子は、例えば、特許文献１に示すように、光伝送モジュールに利用されている。
　特許文献１に記載の光伝送モジュールは、面発光素子、光ファイバ、および、支持基板を備える。面発光素子および光ファイバは、支持基板に実装されている。面発光素子の発光面は、支持基板の表面に直交している。光ファイバは面発光素子の発光面に近接して配置されている。
　特許文献１に記載の構成では、面発光素子の支持基板への位置決めのため、面発光素子の本体に凹凸の形状が設けられている。支持基板には、この凹凸の形状が嵌合する溝が設けられている。
特開２０１０－７８８０６号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の構成では、位置決めの精度を向上させるために、面発光素子の本体および支持基板に複雑な凹凸の形状を設ける必要がある。このため、工法が複雑になり、工程数が増加してしまう。また、このような工法の複雑化および工程数の増加によって、各工程および工法の製造誤差の積み重ね等から寸法精度が低下してしまうおそれがある。
　したがって、本発明の目的は、簡素な構成且つ簡素な工程で高い配置精度を得られる光電変換素子を提供することにある。
　この発明の光電変換素子は、基材部、第１、第２電極パターン、および、第１、第２電極構造体を備える。基材部は、主面から光を出射または受光する光学素子部を有する。第１電極パターンおよび第２電極パターンは、基材部に形成されており、光学素子部に接続されている。第１電極構造体は、第１電極パターンに接続され、第２電極構造体は、第２電極パターンに接続されている。第１、第２電極構造体は、基材部における第１面および第２面に直交する第１側面に、該第１側面から突出する形状で形成されている。
　この構成では、第１電極構造体および第２電極構造体を、光電変換素子の固定用の端子として利用することが可能になる。第１電極構造体および第２電極構造体は、第１側面から突出する形状であればよく、簡素な構造が可能になる。また、電極構造体であるため、寸法精度を高くすることが可能になる。これにより、光電変換素子の配置時の姿勢精度が向上する。
　また、この発明の光電変換素子では、第１電極パターンが第１電極構造体を兼ねており、第２電極パターンが第２電極構造体を兼ねていてもよい。この構成では、光電変換素子の製造工程が簡素化される。
　また、この発明の光電変換素子では、第１電極構造体および第２電極構造体の少なくとも一方は、第１側面と反対側の端部がテーパ状であることが好ましい。
　この構成では、電極構造体の装着精度が低くても、確実に装着しやすくなる。
　また、この発明の光電変換素子では、第１電極構造体および第２電極構造体は、主面に直交する方向において異なる位置に配置されていてもよい。
　この構成では、基材部の第１側面に平行な直交する二方向に対する光電変換素子の配置の安定性が向上する。
　また、この発明の光電変換素子では、第１電極構造体および第２電極構造体は、第１側面から基材部の内側に入り込む形状であることが好ましい。
　この構成では、第１、第２電極構造体と基材部との接合安定性が向上する。
　また、この発明の光電変換素子では、第１側面に第３電極構造体を備え、第１電極構造体、第２電極構造体、および、第３電極構造体は、一直線上に並ばない位置に配置されていることが好ましい。
　この構成では、光電変換素子が三点支持されるため、配置時の姿勢保持の精度および安定性がさらに向上する。
　また、この発明の光学モジュールは、上述の光電変換素子と、光電変換素子が実装される支持部材と、を備えている。支持部材における光電変換素子が実装される実装面には、第１電極構造体が嵌合する第１凹部と、第２電極構造体が勘合する第２凹部と、が形成されている。第１凹部と第２凹部との嵌合面には、金属膜が形成されている。
　この構成では、第１、第２電極構造体が嵌合される側の精度も向上する。したがって、光電変換素子の配置時の姿勢保持の精度および安定性がさらに向上する。
　また、この発明の光学モジュールは、上述の第３電極構造体を有する光電変換素子と、光電変換素子が実装される支持部材と、を備えており、次の構成であることが好ましい。支持部材における光電変換素子が実装される実装面には、第１電極構造体が嵌合する第１凹部と、第２電極構造体が勘合する第２凹部と、第３電極構造体が勘合する第３凹部と、が形成されている。第１凹部と第２凹部と第３凹部の嵌合面には、金属膜が形成されている。第１電極構造体、第２電極構造体、および第３電極構造体における第１側面からの突出する長さは、第１凹部、第２凹部、および第３凹部の深さ方向の長さよりも長い。
　この構成では、精度の高い金属面の当接による位置決めが実現され、光電変換素子の配置時の姿勢保持の精度および安定性がさらに向上する。
　また、この発明の光学モジュールは、次の構成であってもよい。光学モジュールは、光電変換素子の第１面側に光電変換素子から離間して配置されたレンズ部材と、このレンズ部材を挟んで光電変換素子と反対側に配置された光ファイバと、を備える。レンズ部材は、支持部材への実装面にレンズ部材用電極構造体を備える。支持部材は、レンズ部材用電極構造体が嵌合し、嵌合面に金属膜が形成されたレンズ部材用凹部を備える。
　この構成では、光電変換素子とレンズ部材との配置の精度が向上し、これらの位置関係の精度が向上する。
　また、この発明の光学モジュールでは、次の構成であることが好ましい。光ファイバは、支持部材に実装されるファイバ取り付け部材によって固定されている。ファイバ取り付け部材は、光電変換素子の基材部、およびレンズ部材の少なくとも一方に嵌合するファイバ取り付け用嵌合部を備える。
　この構成では、光ファイバと当該光ファイバ以外の構成要素との間の位置関係の精度が向上する。
　また、この発明の光学モジュールでは、次の構成であってもよい。ファイバ取り付け部材は、支持部材への実装面にファイバ用突起部を備える。支持部材は、ファイバ用突起部が嵌合するファイバ用凹部を備える。
　この構成では、光ファイバの配置精度が向上し、光学モジュールの他の構成要素との位置関係の精度がさらに向上する。
　この発明によれば、高い配置精度を有する光電変換素子を実現することができる。
本発明の第１の実施形態に係る光学モジュールの主要構成を示す外観斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の外観斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解斜視図である。 （Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解状態の正面図である。（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解状態の側面断面図である。（Ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の正面図である。（Ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の側面断面図である。 （Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る面発光素子の正面図である。（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る面発光素子の側面断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解斜視図である。 （Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解状態の正面図である。（Ｂ），（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解状態の側面断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の嵌合状態を示す側面の拡大断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る光学モジュールの分解斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係る光学モジュールの分解斜視図である。
　以下の各実施形態では、光電変換素子として、垂直面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ＬＡＳＥＲ）等の面発光素子を例に示すが、フォトダイオード等の受光素子に、以下の構成を適用することもできる。
　本発明の第１の実施形態に係る光電変換素子、および光学モジュールについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学モジュールの主要構成を示す外観斜視図である。光学モジュール１は、面発光素子１０、支持部材２０、レンズ部材３０、および、光ファイバ４０を備える。面発光素子１０、レンズ部材３０、および、光ファイバ４０は、支持部材２０の表面に実装されている。面発光素子１０の第１面１０１は、支持部材２０の表面に直交している。この第１面１０１は出射面であり、面発光素子１０は、出射面に対して直交する方向に、レーザ光を出射する。レンズ部材３０は、面発光素子１０の第１面１０１側に、第１面１０１から距離をおいて配置されている。光ファイバ４０は、レンズ部材３０を挟んで、面発光素子１０と反対側に配置されている。面発光素子１０、レンズ部材３０、および、光ファイバ４０は、それぞれの光軸Ｌｏが一致するように配置されている。光軸Ｌｏは、支持部材２０の表面に略平行である。このような構成では、面発光素子１０、レンズ部材３０、および、光ファイバ４０の支持部材２０への配置の精度が重要となり、配置精度が高いほど高効率な光学モジュール１を実現することができる。
　これを実現するため、面発光素子１０および支持部材２０は、次の構成を備える。図２は、本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の外観斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解斜視図である。図４（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解状態の正面図である。図４（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解状態の側面断面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ－Ａ’断面を示している。図４（Ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の正面図である。図４（Ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の側面断面図である。図４（Ｄ）は、図４（Ｃ）のＡ－Ａ’断面を示している。
　面発光素子１０は、直方体形状の基材部１００を備える。基材部１００は、対向する第１面１０１と第２面１０２を有する。基材部１００には、半絶縁性ＧａＡｓ、ｎ型ＧａＡｓあるいはｐ型ＧａＡｓを基板とした、ＧａＡｓを主材料とする既知のＶＣＳＥＬ構造が形成されている。面発光素子１０は、外部からの電圧印加によって、第１面１０１と第２面１０２とに直交する方向に共振する光を発生し、主面である第１面１０１から出射する。すなわち、基材部１００は、光学素子部を有する。なお、面発光素子としては、他の半導体材料、例えばＩｎＰ基板上のＩｎＧａＡｓ系素子、サファイヤやＳｉ上のＧａＮ系素子であってもかまわない。
　基材部１００の第１面１０１には、電圧印加用の電極の組である第１電極パターン１１と第２電極パターン１２とが形成されており、それぞれＶＣＳＥＬのｎ層およびｐ層に接続されている。なお、図４に示す第１電極パターン１１と第２電極パターン１２の形状は一例であり、他の形状であってもよい。第１電極パターン１１と第２電極パターン１２は、薄膜の電極パターンである。
　基材部１００における第１面１０１と第２面１０２に直交する第１側面１０３には、第１電極構造体１３と第２電極構造体１４が形成されている。第１電極構造体１３は、第１電極パターン１１に接続されている。第２電極構造体１４は、第２電極パターン１２に接続されている。なお、第１電極パターン１１および第２電極パターン１２は、それぞれ第１電極構造体１３および第２電極構造体１４を兼ねるように構成されていてもよい。
　第１電極構造体１３と第２電極構造体１４は、第１面１０１と第１側面１０３とが交わる辺に沿って配置されている。第１電極構造体１３と第２電極構造体１４は、第１側面１０３から外方に突出する部分と、第１側面１０３から基材部１００の内側に入り込む部分とを有する。なお、第１電極構造体１３と第２電極構造体１４における基材部１００の内側に入り込む部分は無くてもよいが、この部分が有ることによって、第１電極構造体１３および第２電極構造体１４と、基材部１００との接合信頼性を向上させることができる。なお、２つの電極構造体間の導通をＶＣＳＥＬの活性領域に限定し、他の部分からのリークが発生しないように、基材部１００と電極パターンおよび電極構造体の間には絶縁層が挿入されている。ただし、基材部１００の基板に絶縁性基板を使用した場合は、絶縁層は必須ではない。
　第１電極構造体１３と第２電極構造体１４は、直交する三方向の長さの差が少ない立体形状である。第１電極構造体１３と第２電極構造体１４における基材部１００に入り込む側と反対側の端部は、正面視して（第１面１０１に直交する方向に視て）、幅が徐々に狭くなるテーパ部ｔｐｙを備える。
　このような構成からなる面発光素子１０は、次に示す工程によって製造することができる。まず、基材部１００にＶＣＳＥＬの構造を形成する。この際、基材部１００は、正面視して、第１電極構造体１３と第２電極構造体１４を形成可能な大きさで形成する。
　次に、第１電極構造体１３と第２電極構造体１４を形成可能な大きさで形成した基材部１００における第１側面１０３側となる側面を、第１電極構造体１３および第２電極構造体１４の形状に合わせてエッチングする。次に、このエッチングによる穴に対して電極シード層を形成する。次に、電極シード層が形成された穴を、メッキによって電極で充填する。これにより、第１電極構造体１３および第２電極構造体１４が形成される。具体的には、第１面１０１から突出するように十分な厚さでめっきを形成した後、研磨工程を経てめっき表面の高さを第１面１０１の高さと一致させる。
　次に、第１電極構造体１３を第１電極パターン１１に接続し、第２電極構造体１４を第２電極パターン１２に接続する。
　次に、第１電極構造体１３と第２電極構造体１４を形成可能な大きさで形成した基材部１００における第１面１０１あるいは第２面１０２から、フォトリソ技術およびボッシュプロセス等の深掘り、ＲＩＥ等にて基材部１００を選択的に削る。これにより、第１電極構造体１３と第２電極構造体１４が突出する第１側面１０３が形成される。
　このような構成を用いることで、第１電極構造体１３および第２電極構造体１４を、高い寸法精度で形成することができる。また、第１側面１０３の平坦度および垂直度を高くすることができる。これにより、面発光素子１０の設置精度を向上することができる。
　支持部材２０は、絶縁性の平板であり、シリコン（Ｓｉ）、ガラス、樹脂等を材料とする。支持部材２０は、絶縁性を有しているか、あるいは絶縁層が形成可能であり、平板面に直交する方向への穴あけ加工精度が高い材料であれば、他の材料であってもよい。
　支持部材２０の１つの平板面である実装面には、第１凹部２１と第２凹部２２が形成されている。第１凹部２１の表面および第１凹部２１を含む実装面の所定範囲には、第１金属膜２３が形成されている。第２凹部２２の表面および第２凹部２２を含む実装面の所定範囲には、第２金属膜２４が形成されている。
　第１凹部２１と第２凹部２２は、ドライエッチングによって形成されている。支持部材２０の材料が穴あけ加工精度の高い材料であるので、第１凹部２１および第２凹部２２の寸法精度は高い。
　第１金属膜２３と第２金属膜２４は、膜厚が制御し易いメッキや蒸着によって形成されている。これにより、第１金属膜２３と第２金属膜２４の膜厚は高精度になる。また、支持部材２０が絶縁体でない場合には、金属膜２３と金属膜２４の間の絶縁性を確保するために、それぞれの金属膜の下に絶縁層を形成する。したがって、第１金属膜２３で覆われた第１凹部２１と、第２金属膜２４で覆われた第２凹部２２を高い寸法精度で実現することができる。また、第１金属膜２３および第２金属膜２４で覆われている実装面も、高い平坦度で実現することができる。
　面発光素子１０の第１電極構造体１３は、支持部材２０の第１凹部２１に挿入され、これらは嵌合している。面発光素子１０の第２電極構造体１４は、支持部材２０の第２凹部２２に挿入され、これらは嵌合している。
　この際、面発光素子１０の第１側面１０３は、支持部材２０の実装面（より詳細には、第１金属膜２３および第２金属膜２４の表面）に当接している。ここで、当接している各面の平坦度は高く、上述の嵌合している部分は寸法精度が高い。したがって、面発光素子１０を支持部材２０に対して高精度に配置、固定することができる。
　さらに、従来技術に示すように、面発光素子１０の形状を複雑な凹凸がある形状とすることなく、第１電極構造体１３および第２電極構造体１４が突出しているだけである構造を用いることによって、簡素な構造で高い配置精度を実現することができる。特に、上述の製造方法を用いることによって、それぞれの寸法精度を向上でき、より高い配置精度を容易に実現することができる。
　また、本実施形態に構成では、第１電極構造体１３と第２電極構造体１４の先端がテーパ状になっている。したがって、第１電極構造体１３を第１凹部２１に挿入し、第２電極構造体１４を第２凹部２２に挿入する工程の精度が低くても、確実に第１電極構造体１３を第１凹部２１に挿入し、第２電極構造体１４を第２凹部２２に挿入することができる。これにより、面発光素子１０と支持部材２０との複合部材を、より容易に製造することができる。
　また、本実施形態の構成では、ＶＣＳＥＬ駆動用の電圧を印加するための一対の電極構造体を固定用にも利用しているため、固定用の突起を別途形成する構成よりも、簡素化が可能である。また、固定用にも用いる一対の電極構造体を用いて、支持部材２０に形成された駆動回路（図示せず）から駆動用の電圧を面発光素子１０に直接印加することができ、駆動系の構造も簡素化することができる。
　なお、レンズ部材３０は、上述の面発光素子１０と同様の実装構造を備えることによって、支持部材２０に対して高精度に配置することができる。また、光ファイバ４０も、例えば後述の実施形態に示す固定構造等を用いることによって、支持部材２０に対して高精度に配置することができる。これにより、面発光素子１０、レンズ部材３０、および、光ファイバ４０を高精度な位置関係で配置でき、高効率な光学モジュール１を簡素な構成で実現することができる。
　次に、本発明の第２の実施形態に係る光電変換素子について、図を参照して説明する。図５（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る面発光素子の正面図である。図５（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る面発光素子の側面断面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ－Ａ’断面を示している。
　本実施形態に係る面発光素子１０Ａは、第１の実施形態に係る面発光素子１０に対して、第１電極構造体１３Ａと第２電極構造体１４Ａの構成において異なる。他の構成は、第１の実施形態に係る面発光素子１０と同じである。
　第１電極構造体１３Ａと第２電極構造体１４Ａは、正面視して幅が狭くなるテーパ部ｔｐｙＡとともに、側面視して幅が狭くなるテーパ部ｔｐｙＢを備える。
　このような構成とすることによって、第１電極構造体１３Ａを第１凹部２１に挿入し、第２電極構造体１４Ａを第２凹部２２に挿入する工程の精度が二次元の領域で低くても、より確実に第１電極構造体１３Ａを第１凹部２１に挿入し、第２電極構造体１４Ａを第２凹部２２に挿入することができる。これにより、面発光素子１０Ａと支持部材２０との複合部材を、より容易に製造することができる。
　なお、テーパ部ｔｐｙＡとテーパ部ｔｐｙＢは同時に備えられていなくてもよく、例えばテーパ部ｔｐｙＢのみが備えられていてもよい。
　次に、本発明の第３の実施形態に係る光学モジュールについて、図を参照して説明する。図６は、本発明の第３の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解斜視図である。図７（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解状態の正面図である。図７（Ｂ）および図７（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の分解状態の側面断面図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ－Ａ’断面を示している。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）のＢ－Ｂ’断面を示している。
　本実施形態に係る面発光素子１０Ｂは、第１の実施形態に係る面発光素子１０に対して、第３電極構造体１５の追加、複数の電極構造体の配置において異なる。また、本実施形態に係る支持部材２０Ｂは、第１の実施形態に係る支持部材２０に対して、第３凹部２５の追加、複数の凹部の配置において異なる。他の構成は、第１の実施形態に係る面発光素子と支持部材の複合部材と同じである。
　面発光素子１０Ｂでは、基材部１００Ｂの第１面１０１に第１電極パターン１１が形成され、第２面１０２に第２電極パターン１２Ｂが形成されている。基材部１００ＢのＶＣＳＥＬの基板としてｎ型基板を使用した場合、第１電極構造体１３はＶＣＳＥＬのｐ層に接続され、第２電極構造体１４Ｂはｎ型基板に接続されている。基材部１００ＢのＶＣＳＥＬの基板としてｐ型基板を使用した場合、第１電極構造体１３はＶＣＳＥＬのｎ層に接続され、第２電極構造体１４ＢはＶＣＳＥＬのｐ型基板に接続されている。基材部１００ＢのＶＣＳＥＬの基板として絶縁性基板を使用した場合、第１電極構造体１３はＶＣＳＥＬのｎ層あるいはｐ層に接続され、第２電極構造体１４Ｂは第一面１０１近くに形成されているｐ層あるいはｎ層と接続されたビアを介して、電気的に接続されている。第１電極構造体１３、第２電極構造体１４Ｂ、および、第３電極構造体１５は、第１側面１０３から突出する形状で形成されている。第２電極構造体１４Ｂは、第２電極パターン１２Ｂに接続されている。第３電極構造体１５は、第１電極構造体１３および第２電極構造体１４Ｂと同様の工法によって形成されている。
　第１電極構造体１３および第３電極構造体１５は、第１側面１０３における第１面１０１側に配置されている。第２電極構造体１４Ｂは、第１側面１０３における第２面１０２側に配置されている。これにより、第１電極構造体１３、第２電極構造体１４Ｂ、および第３電極構造体１５は、一直線上に並ばないように配置されている。
　このような構成とすることによって、面発光素子１０Ｂを正面視した状態での傾きだけでなく、面発光素子１０Ｂを側面視した状態での傾きを抑制することができる。
　この面発光素子１０Ｂの構造に対応して、支持部材２０Ｂは、第２凹部２２Ｂおよび第３凹部２５を備える。また、支持部材２０Ｂは、第２金属膜２４Ｂおよび第３金属膜２６を備える。第２金属膜２４Ｂは、第２凹部２２Ｂの表面および第２凹部２２Ｂを含む実装面の所定範囲を覆っている。第３金属膜２６は、第３凹部２５の表面および第３凹部２５を含む実装面の所定範囲を覆っている。
　第２凹部２２Ｂには、第２電極構造体１４Ｂが嵌合され、第３凹部２５には、第３電極構造体１５が嵌合されている。
　このような構成によって、支持部材２０Ｂに対する面発光素子１０Ｂの配置精度および固定の安定性がさらに向上する。
　なお、本実施形態では、基材部１００Ｂの第１面１０１に第１電極パターン１１が形成され、第２面１０２に第２電極パターン１２Ｂが形成される構成を示したが、第１の実施形態と同様に、第１面１０１に２つの電極パターンが形成されていてもよい。この場合、第１電極構造体１３と第２電極構造体１４は第１側面１０３の第１面１０１側に配置され、第３電極構造体１５は第１側面１０３の第２面１０２側に配置されていればよい。ＶＣＳＥＬとの電気的接続は、第１電極構造体１３と第２電極構造体１４を介して行われている。
　次に、本発明の第４の実施形態に係る光学モジュールについて、図を参照して説明する。図８は、本発明の第４の実施形態に係る面発光素子および支持部材からなる複合部材の嵌合状態を示す側面の拡大断面図である。
　本実施形態に係る面発光素子１０Ｃは、第３の実施形態に係る面発光素子１０Ｂに対して、第１電極構造体１３Ｃ、第２電極構造体１４Ｃ、および、第３電極構造体の第１側面１０３からの突出寸法を具体的に設定した点で異なる。
　第１電極構造体１３Ｃ、第２電極構造体１４Ｃ、および、第３電極構造体の第１側面１０３からの突出寸法Ｈは、支持部材２０Ｃの第１凹部２１、第２凹部２２、第３凹部の深さ寸法Ｄよりも長い。
　第１電極構造体１３Ｃの先端は、第１凹部２１の底面２１１に当接しており、第２電極構造体１４Ｃの先端は、第２凹部２２の底面２２１に当接している。また、第３電極構造体の先端は、第３凹部の底面に当接している。
　上述のように、各凹部の各面は平坦度が高く、寸法精度も高い。また、第１電極構造体１３Ｃ、第２電極構造体１４Ｃ、および第３電極構造体の先端の平坦度および寸法精度も高い。
　したがって、本実施形態に示すように、各電極構造体の先端を各凹部の底面に当接させることで、面発光素子１０Ｃを支持部材２０Ｃに対して、より高精度に所望の姿勢で配置することができる。
　なお、本実施形態では、第１電極構造体１３Ｃ、第２電極構造体１４Ｃ、および第３電極構造体の突出寸法Ｈを同じとして、第１凹部２１、第２凹部２２、および第３凹部の深さ寸法Ｄを同じとする態様を示した。しかしながら、第１電極構造体１３Ｃの突出寸法と第１凹部の深さ寸法の差、第２電極構造体１４Ｃの突出寸法と第２凹部の深さ寸法の差、および、第３電極構造体の突出寸法と第３凹部の深さ寸法の差が同じであれば、それぞれの突出寸法および深さ寸法は異なっていてもよい。ただし、複数の電極構造体の突出寸法および複数の凹部の深さ寸法を同じにすることによって、より容易な工程で複合部材を製造することができる。
　次に、本発明の第５の実施形態に係る光学モジュールについて、図を参照して説明する。図９は、本発明の第５の実施形態に係る光学モジュールの分解斜視図である。なお、図９では、光ファイバは図示していないが、後述のファイバ用貫通孔に装着されている。
　本実施形態に係る光学モジュール１Ｄは、第１の実施形態に係る光学モジュール１に対して、ファイバ取り付け部材５０を追加した点で異なる。また、このファイバ取り付け部材５０の追加に応じて、面発光素子１０Ｄの形状、およびレンズ部材３０Ｄの形状が変更されている。
　面発光素子１０Ｄは、第１側面１０３に対向する第２側面１０４に突起部１１０を備える。レンズ部材３０Ｄは、実装面に対向する天面に突起部３１０を備える。
　ファイバ取り付け部材５０は、主体部５１と薄厚部５２とを備え、主体部５１と薄厚部５２は一体成形されている。ファイバ取り付け部材５０は、成形による寸法精度が高い材料からなる。主体部５１には、ファイバ用貫通孔５１１が形成されている。ファイバ用貫通孔５１１には、図示しない光ファイバが挿通され、固定されている。薄厚部５２には、ファイバ取り付け用嵌合部となる凹部５２１，５２２が形成されている。凹部５２１は、面発光素子１０Ｄの突起部１１０に嵌合されており、凹部５２２は、レンズ部材３０Ｄの突起部３１０に嵌合されている。
　このような構造により、ファイバ取り付け部材５０は、面発光素子１０Ｄおよびレンズ部材３０Ｄに対して、高い位置精度で配置、固定される。これにより、高効率な光学モジュール１Ｄを簡素な構成で実現することができる。
　なお、本実施形態では、面発光素子１０Ｄとレンズ部材３０Ｄの両方に突起部を備える構成を示したが、いずれか一方に突起部を備えていればよい。
　次に、本発明の第６の実施形態に係る光学モジュールについて、図を参照して説明する。図１０は、本発明の第６の実施形態に係る光学モジュールの分解斜視図である。なお、図１０では、光ファイバは図示していないが、後述のファイバ用貫通孔に装着されている。
　本実施形態に係る光学モジュール１Ｅは、第５の実施形態に係る光学モジュールに対して、ファイバ取り付け部材５０Ｅの構造において異なる。また、本実施形態に係る光学モジュール１Ｅは、第１の実施形態に係る面発光素子１０とレンズ部材３０を用いている。
　ファイバ取り付け部材５０Ｅには、ファイバ用貫通孔５１１が形成されている。ファイバ用貫通孔５１１には、図示しない光ファイバが挿通され、固定されている。ファイバ取り付け部材５０Ｅの底面には、ファイバ用突起部５３１，５３２が形成されている。
　支持部材２０Ｅには、ファイバ用凹部２５１，２５２が形成されている。ファイバ用凹部２５１は、ファイバ用突起部５３１に嵌合されており、ファイバ用凹部２５２は、ファイバ用突起部５３２に勘合されている。ファイバ用凹部２５１，２５２およびファイバ用突起部５３１，５３２は、高い寸法精度で形成されているので、ファイバ取り付け部材５０Ｅは、支持部材２０Ｅに対して高い寸法精度で配置されている。そして、上述の構成を備えることによって、面発光素子１０およびレンズ部材３０の高い寸法精度で配置されている。これにより、ファイバ取り付け部材５０Ｅは、面発光素子１０およびレンズ部材３０に対して、高い位置精度で配置、固定される。これにより、高効率な光学モジュール１Ｅを簡素な構成で実現することができる。
　なお、第５の実施形態に係る構成と第６の実施形態に係る構成は組み合わせてもよい。
１，１Ｄ，１Ｅ：光学モジュール
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ：面発光素子
１１：第１電極パターン
１２，１２Ｂ：第２電極パターン
１３，１３Ａ，１３Ｃ：第１電極構造体
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ：第２電極構造体
１５：第３電極構造体
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｅ：支持部材
２１：第１凹部
２２，２２Ｂ：第２凹部
２３：第１金属膜
２４，２４Ｂ：第２金属膜
２５：第３凹部
２６：第３金属膜
３０，３０Ｄ：レンズ部材
４０：光ファイバ
５０，５０Ｅ：ファイバ取り付け部材
５１：主体部
５２：薄厚部
１００，１００Ｂ：基材部
１０１：第１面
１０２：第２面
１０３：第１側面
１０４：第２側面
１１０：突起部
２１１，２２１：底面
２５１，２５２：ファイバ用凹部
３１０：突起部
５１１：ファイバ用貫通孔
５２１，５２２：凹部
５３１，５３２：ファイバ用突起部

Claims (11)

  1. 　主面から光を出射または受光する光学素子部を有する基材部と、
    　前記基材部に形成され、前記光学素子部に接続される第１電極パターンおよび第２電極パターンと、
    　前記主面と直交する第１側面に、該第１側面から突出する形状で形成され、前記第１電極パターンに接続する第１電極構造体および前記第２電極パターンに接続する第２電極構造体と、
    　を備える、光電変換素子。
  2. 　前記第１電極パターンは前記第１電極構造体を兼ねており、前記第２電極パターンは前記第２電極構造体を兼ねている、
    　請求項１に記載の光電変換素子。
  3. 　前記第１電極構造体および前記第２電極構造体の少なくとも一方は、前記第１側面と反対側の端部がテーパ状である、
    　請求項１または請求項２に記載の光電変換素子。
  4. 　前記第１電極構造体および前記第２電極構造体は、前記主面に直交する方向において異なる位置に配置されている、
    　請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光電変換素子。
  5. 　前記第１電極構造体および前記第２電極構造体は、前記第１側面から前記基材部の内側に入り込む形状である、
    　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光電変換素子。
  6. 　前記第１側面には、第３電極構造体を備え、
    　前記第１電極構造体、前記第２電極構造体、および、前記第３電極構造体は、一直線上に並ばない位置に配置されている、
    　請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光電変換素子。
  7. 　請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光電変換素子と、
    　前記光電変換素子が実装される支持部材と、を備える光学モジュールであって、
    　前記支持部材における前記光電変換素子が実装される実装面には、
    　前記第１電極構造体が嵌合する第１凹部と、前記第２電極構造体が勘合する第２凹部と、が形成されており、
    　前記第１凹部と前記第２凹部との嵌合面には、金属膜が形成されている、
    　光学モジュール。
  8. 　請求項６に記載の光電変換素子と、
    　前記光電変換素子が実装される支持部材と、を備える光学モジュールであって、
    　前記支持部材における前記光電変換素子が実装される実装面には、
    　前記第１電極構造体が嵌合する第１凹部と、前記第２電極構造体が勘合する第２凹部と、前記第３電極構造体が勘合する第３凹部と、が形成されており、
    　前記第１凹部、前記第２凹部、および前記第３凹部の嵌合面には、金属膜が形成されており、
    　前記第１電極構造体、前記第２電極構造体、および前記第３電極構造体における前記第１側面からの突出する長さは、前記第１凹部、前記第２凹部、および前記第３凹部の深さ方向の長さよりも長い、
    　光学モジュール。
  9. 　請求項７または請求項８に記載の光学モジュールであって、
    　前記光電変換素子の前記第１面側に、前記光電変換素子から離間して配置されたレンズ部材と、
    　該レンズ部材を挟んで、前記光電変換素子と反対側に配置された光ファイバと、を備え、
    　前記レンズ部材は、
    　前記支持部材への実装面に、レンズ部材用電極構造体を備え、
    　前記支持部材は、前記レンズ部材用電極構造体が嵌合し、嵌合面に金属膜が形成されたレンズ部材用凹部を備える、
    　光学モジュール。
  10. 　請求項９に記載の光学モジュールであって、
    　前記光ファイバは、前記支持部材に実装されるファイバ取り付け部材によって固定されており、
    　前記ファイバ取り付け部材は、
    　前記光電変換素子の基材部、および前記レンズ部材の少なくとも一方に嵌合するファイバ取り付け用嵌合部を備える、
    　光学モジュール。
  11. 　請求項９または請求項１０に記載の光学モジュールであって、
    　前記ファイバ取り付け部材は、前記支持部材への実装面に、ファイバ用突起部を備え、
    　前記支持部材は、前記ファイバ用突起部が嵌合するファイバ用凹部を備える、
    　光学モジュール。
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