(57)【要約】      （修正有）【課題】分布ブラッグ反射層（ＤＢＲ層）上の活性層の一方向の端面にこの活性層に対して時計回りで略４５度の角度をもって反射鏡（ミラー）が配置された半導体発光素子を有するモニタリング機能付き光モジュールを提供する。【解決手段】発光素子と受光素子とを有する光モジュールであって、該発光素子は、半導体基板と、基板上に形成されたＤＢＲ層、発光層、該半導体基板に対して時計回りで略４５度の角度をもって配置された反射鏡、及び発光層の端面に配置された反射膜とから成り、発光層で発生し、ＤＢＲ層を透過した光が該半導体基板の裏面から出射する。受光素子は、受光面が該発光素子の開口部と平面的に重なるように半導体基板の裏面側に配置されている。【選択図】図２
2010147149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と半導体受光素子とを有する光モジュールであって、
前記半導体発光素子は、
半導体基板と、
前記半導体基板の主面上に形成された少なくとも２種類の屈折率の異なる半導体層からなる分布ブラッグ反射層と、
前記分布ブラッグ反射層上に形成された第１導電型の下部クラッド層と、
前記下部クラッド層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成された、前記第１導電型とは逆導電型である第２導電型の上部クラッド層と、
前記活性層の互いに反対側に位置する第１及び第２の端面のうちの前記第１の端面に、前記半導体基板に対して時計回りで略４５度の角度をもって配置された反射鏡と、
前記活性層の前記第２の端面に配置され、反射率が前記分布ブラッグ反射層の反射率以下の反射膜と、
前記上部クラッド層上に形成された上部電極と、
前記半導体基板の主面とは反対側の裏面に形成された下部電極と、
前記活性層で発生し、前記分布ブラッグ反射層を透過した光が前記半導体基板の裏面から出射できるように、前記下部電極に形成された開口部及び前記開口部に設けられた無反射膜とを有し、
前記半導体受光素子は、前記半導体受光素子の受光面が前記半導体発光素子の前記開口部と平面的に重なるように前記半導体基板の裏面側に配置されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
第１の台座と、第２の台座とを有し、
前記第１の台座は、第１の面と、前記第１の面よりも高さ位置が高い第２の面とを有し、
前記第２の台座は、互いに反対側に位置する主面及び裏面と、前記主面に形成された電極とを有し、
前記半導体受光素子は、前記第１の台座の前記第１の面に実装され、
前記第２の台座は、前記第２の台座の裏面が前記第１の台座の前記第２の面側に位置する状態で前記第１の台座の前記第２の面に固定され、
前記半導体発光素子は、前記半導体発光素子の前記下部電極が前記第２の台座の前記電極に導電性接着材を介在して電気的に接続され、かつ前記半導体発光素子の前記開口部が前記第２の台座と平面的に重ならない状態で前記第２の台座に実装されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の光モジュールにおいて、
前記第２の台座は、前記第２の台座の一部が前記第１の台座の前記第１の面上に位置する状態で前記第１の台座の第２の面に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項２に記載の光モジュールにおいて、
前記半導体受光素子の受光面は、前記半導体発光素子の前記活性層に対して非平行になっていることを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
第１の台座と、第２の台座とを有し、
前記第１の台座は、第１の面と、前記第１の面よりも高さ位置が高い第２の面とを有し、
前記第２の台座は、光透過性材料からなるベース部材と、前記ベース部材の主面に形成された第１の電極と、前記第１の電極に形成された第１の開口部と、前記第１の開口部に形成された第１の無反射膜と、前記ベース部材の主面とは反対側の裏面に形成された第２の電極と、前記第２の電極に前記第１の開口部と対向して形成された第２の開口部と、前記第２の開口部に形成された第２の無反射膜とを有し、
半導体受光素子は、前記第１の台座の前記第１の面に実装され、
前記第２の台座は、前記第２の台座の前記第２の電極が前記第１の台座の前記第２の面側に位置し、前記第２の台座の前記第２の開口部が前記半導体受光素子の受光面と平面的に重なる状態で前記第１の台座の前記第２の面に固定され、
前記半導体発光素子は、前記半導体発光素子の前記下部電極が前記第２の台座の前記第１の電極に導電性接着材を介在して電気的に接続され、かつ前記半導体発光素子の前記開口部が前記第２の台座の前記第１の開口部と平面的に重なる状態で前記第２の台座に実装されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の光モジュールにおいて、
前記第２の無反射膜は、前記半導体受光素子の受光面に対して非平行になっていることを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項５に記載の光モジュールにおいて、
前記半導体受光素子の受光面は、前記半導体発光素子の前記活性層に対して非平行になっていることを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
請求項５に記載の光モジュールにおいて、
前記第１の台座の前記第１の面は、前記第１の台座に形成された凹部の底面であり、
前記第２の台座は、前記第１の台座の前記凹部を跨ぐようにして前記第２の面に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
第１の台座と、第２の台座とを有し、
前記第１の台座は、第１の面と、前記第１の面よりも高さ位置が高い第２の面とを有し、
前記第２の台座は、ベース部材と、前記ベース部材の主面に形成された第１の電極と、前記ベース部材の主面とは反対側の裏面に形成された第２の電極と、前記第１の電極から前記第２の電極に亘って貫通する貫通孔とを有し、
半導体受光素子は、前記第１の台座の前記第１の面に実装され、
前記第２の台座は、前記第２の台座の前記第２の電極が前記第１の台座の前記第２の面側に位置し、前記第２の台座の前記貫通孔が前記半導体受光素子の受光面と平面的に重なる状態で前記第１の台座の前記第２の面に固定され、
前記半導体発光素子は、前記半導体発光素子の前記下部電極と前記第２の台座の前記電極との間に導電性接着材を介在し、前記半導体発光素子の前記開口部が前記第２の台座の前記貫通孔と平面的に重なる状態で前記第２の台座に実装されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の光モジュールにおいて、
前記半導体受光素子の受光面は、前記半導体発光素子の前記活性層に対して非平行になっていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１１】
請求項６に記載の光モジュールにおいて、
前記第１の台座の前記第１の面は、前記第１の台座に形成された凹部の底面であり、
前記第２の台座は、前記第１の台座の前記凹部を跨ぐようにして前記第１の台座の前記第２の面に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１２】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
第１の台座と、第２の台座と、第３の台座とを有し、
前記第１の台座は、第１の面と、前記第１の面よりも高さ位置が高い第２の面とを有し、
前記第２の台座は、第１のベース部材と、前記第１のベース部材の主面に形成された第１の電極と、前記第１のベース部材の主面とは反対側の裏面に形成された第２の電極とを有し、
前記第３の台座は、光透過性材料からなる第２のベース部材と、前記第２のベース部材の主面に形成された第３の電極と、前記第３の電極に形成された第１の開口部と、前記第１の開口部に形成された第１の無反射膜と、前記第２のベース部材の主面とは反対側の裏面に形成された第４の電極と、前記第４の電極に前記第１の開口部と対向して形成された第２の開口部と、前記第２の開口部に形成された第２の無反射膜とを有し、
前記第２の台座は、前記第２の台座の前記第２の電極が前記第１の台座の前記第１の面側に位置する状態で前記第１の台座の前記第１の面に固定され、
前記半導体発光素子は、前記半導体発光素子の前記上部電極が前記第２の台座の前記第１の電極と導電性接着材を介在して電気的接続された状態で前記第２の台座に実装され、
前記第３の台座は、前記第３の台座の前記第３の電極が前記第１の台座の第２の面側に位置し、かつ前記第３の台座の前記第１の開口部が前記半導体発光素子の前記開口部と平面的に重なる状態で前記第１の台座の前記第２の面に固定され、
前記半導体受光素子は、前記半導体受光素子の受光面が前記第３の台座側に位置し、かつ前記半導体受光素子の受光面が前記第３の台座の前記第２の開口部と平面的に重なる状態で前記第３の台座に実装されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光モジュールにおいて、
前記第２の無反射膜は、前記半導体受光素子の受光面に対して非平行になっていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１４】
請求項１２に記載の光モジュールにおいて、
前記半導体受光素子の受光面は、前記半導体発光素子の前記活性層に対して非平行になっていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１５】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
第１の台座と、第２の台座と、第３の台座とを有し、
前記第１の台座は、第１の面と、前記第１の面よりも高さ位置が高い第２の面とを有し、
前記第２の台座は、第１のベース部材と、前記第１のベース部材の主面に形成された第１の電極と、前記第１のベース部材の主面とは反対側の裏面に形成された第２の電極とを有し、
前記第３の台座は、第２のベース部材と、前記第２のベース部材の主面に形成された第３の電極と、前記第２のベース部材の主面とは反対側の裏面に形成された第４の電極と、前記第３の電極から前記第４の電極に亘って貫通する貫通孔とを有し、
前記第２の台座は、前記第２の台座の前記第２の電極が前記第１の台座の前記第１の面側に位置する状態で前記第１の台座の前記第１の面に固定され、
前記半導体発光素子は、前記半導体発光素子の前記上部電極が前記第２の台座の前記第１の電極に導電性接着材を介在して電気的に接続された状態で前記第２の台座に実装され、
前記第３の台座は、前記第３の台座の前記第３の電極が前記第１の台座の第２の面側に位置し、前記第３の台座の前記貫通孔が前記半導体発光素子の前記開口部と平面的に重なる状態で前記第１の台座の前記第２の面に固定され、
前記半導体受光素子は、前記半導体受光素子の前記受光面が前記第３の台座の前記第４の電極側に位置し、前記半導体受光素子の受光面が前記第３の台座の前記貫通孔と平面的に重なる状態で前記第３の台座に実装されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光モジュールにおいて、
前記半導体受光素子の受光面は、前記半導体発光素子の前記活性層に対して非平行になっていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１７】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記半導体発光素子は、前記反射鏡と重ならないように、少なくとも前記上部クラッド層にメサストライプ部が形成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１８】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記半導体発光素子は、前記反射膜及び前記反射鏡を含む発光領域と、前記発光領域の前記反射膜側とは反対側に設けられ、かつ前記発光領域から溝によって分離された非発光領域とを有し、
前記非発光領域は、前記発光領域と略同一高さとなっていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１９】
半導体基板と、
前記半導体基板の主面上に形成された少なくとも２種類の屈折率の異なる半導体層からなる分布ブラッグ反射層と、
前記分布ブラッグ反射層上に形成された第１導電型の下部クラッド層と、
前記下部クラッド層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成された、前記第１導電型とは逆導電型である第２導電型の上部クラッド層と、
前記活性層の互いに反対側に位置する第１及び第２の端面のうちの前記第１の端面に、前記半導体基板に対して時計回りで略４５度の角度をもって配置された反射鏡と、
前記活性層の前記第２の端面に配置され、反射率が前記分布ブラッグ反射層の反射率以下の反射膜と、
前記上部クラッド層上に形成された上部電極と、
前記半導体基板の主面とは反対側の裏面に形成された下部電極と、
前記活性層で発生し、前記分布ブラッグ反射層を透過した光が前記半導体基板の裏面から出射できるように、前記下部電極に形成された開口部及び前記開口部に設けられた無反射膜とを有することを特徴とする半導体光発光素子。
【請求項２０】
請求項１９に記載の半導体発光素子において、
前記半導体発光素子は、前記反射鏡と重ならないように、少なくとも前記上部クラッド層にメサストライプが形成されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２１】
請求項１９に記載の半導体発光素子において、
前記半導体発光素子は、前記反射膜及び前記反射鏡を含む発光領域と、前記発光領域の前記反射膜側とは反対側に設けられ、かつ前記発光領域から溝によって分離された非発光領域とを有し、
前記非発光領域は、前記発光領域と略同一高さとなっていることを特徴とする半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール及び半導体発光素子に係り、特に、モニター機能付き光モジュール及びそれに組み込まれる半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年情報通信分野において、光を用いて大容量のデータを高速でやりとりする通信トラフィックの整備が急速に行われつつある。中でも特にインターネットの爆発的な普及に伴うアクセス回線のブロードバンド化が加速しており、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスの顕著な市場立ち上がりが見られる。ＦＴＴＨの光伝送方式の中で、現在需要が増えてきているのが、複数の加入者で１本の光ファイバを共有するＰＯＮ（passive optical network）方式である。同方式では収容局から１本の光ファイバで送信されてきたデータを、スプリッタで１６本から３２本の光ファイバへ分岐し、各加入者宅まで分配することで光ファイバ敷設コストを大幅に削減可能である。
【０００３】
また、各加入者側には端末装置としてＯＮＵ（Optical Network Unit）が敷設され、収容局から加入者側への下り信号（波長１．５μｍ）と、加入者側から収容局への上り信号（波長１．３μｍ）を波長多重（ＷＤＭ）することにより、上りと下りの信号を同一の光ファイバを用いて伝送している。現在のＰＯＮ方式の上り側には直接変調レーザが用いられており、そのビットレートはおおよそ１Ｇｂｐｓ程度であるが、すでに１０Ｇｂｐｓ以上のビットレートを取り扱う方式が検討されている。
【０００４】
また、これとは別に２０〜２５Ｇｂｐｓ以上で動作可能な直接変調レーザを４〜５個用いて１００Ｇｂｐｓ以上の速度で情報をやり取りする方法が検討され始めている。このように今後直接変調レーザの更なる高速化が必要となる。
【０００５】
直接変調レーザの高速化の１つの方法として、共振器長を短くする方法がある。しかし、素子の長さを短くしていくと、特に１００μｍ以下では通常のハンドリングが困難となるため、これまで短共振器レーザの構造として特許文献１の図３に示されたような構造が考えられていた。これは同一半導体基板上にレーザ光を放射するための活性領域と、その活性層で放射したレーザ光を導波する導波路を集積した構造となっている。この導波路領域には分布ブラッグ反射層が形成されており、活性領域で発生した光は、分布ブラッグ反射層と分布ブラッグ反射層が形成されていない端面で反射を繰り返しながら増幅して、分布ブラッグ反射層で反射されずに透過した光を導波路で導波し、レーザ光を放射する。このような構造のため、活性領域の長さが１００μｍ以下でも、導波路領域を２００μｍ以上にすることにより、通常の取り扱いが可能となる。さらに光モジュールへ実装する際にも、通常の２００μｍ以上の共振器長を持つ端面発光レーザと同様な実装がそのまま適用できる利点がある。
【０００６】
ただし、作製には活性領域と分布ブラッグ反射層領域を別々に成長させる必要があり、成長回数が通常のレーザよりも増加する。また、分布ブラッグ反射領域で所望の反射率を得るには、目的毎に分布ブラッグ反射領域を再設計する必要があった。
【０００７】
そこで、このような手間を省くために特許文献２の図１のような構造が考えられた。このレーザは半導体基板上に分布ブラッグ反射（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）層と、そのＤＢＲ層上に活性領域として多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）層が形成されており、このＭＱＷ層の一方向の端面にＭＱＷ層に対して４５度の角度で傾斜したミラーをもつ構造となっている。このような構造を採用することによって成長回数が通常のレーザよりも増加することなく、また、形成するミラーの位置を変化させるだけで所望の共振器長をもつレーザを得ることができる。さらに、一度ＤＢＲ層を設計すれば、その対数を変化させるだけで所望の反射率を容易に得ることができる。
【０００８】
ただし、基板裏面に電極を形成する必要上、光はミラーの形成されていない端面からしか出射しないため、通常の２００μｍ以上の共振器長を持つ端面発光レーザと同様な実装がそのまま適用できないという課題があった。
【０００９】
なお、本発明に関連する先行技術文献としては、前述の特許文献１及び２の他に特許文献３がある。
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−５５９４号公報
【特許文献２】特開２００３−３２４２４５号公報
【特許文献３】特開２００４−２３５１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したような、半導体基板上にＤＢＲ層と、そのＤＢＲ層上に活性領域としてＭＱＷ層が形成されており、このＭＱＷ層の一方向の端面にＭＱＷ層に対して４５度の角度で傾斜したミラーをもつ、半導体反射膜を利用した半導体発光素子では、光はミラーの形成されていない端面からしか出射しないため、通常の２００μｍ以上の共振器長を持つ端面発光レーザと同様な実装がそのまま適用できないという課題があった。
【００１２】
即ち、モニター機能付き光モジュールでは、信号用の光（以下、信号光と呼ぶ）とは別に半導体発光素子から出射されるモニター用の光（以下、モニター光と呼ぶ）を受光素子で受光して半導体発光素子の特性をモニタリングしているが、ミラーが形成されていない端面からしか光を出射しない半導体発光素子では信号光とは別に出射されるモニタ光を受光素子で受光して半導体発光素子の特性をモニタリングすることが出来ないため、通常の２００μｍ以上の共振器長を持つ端面発光レーザ素子と同様な実装がそのまま適用できないという課題があった。
【００１３】
本発明の目的は、分布ブラッグ反射層（ＤＢＲ層）上の活性層の一方向の端面にこの活性層に対して時計回りで略４５度の角度をもって反射鏡（ミラー）が配置された半導体発光素子を有するモニタリング機能付き光モジュールを提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、分布ブラッグ反射層（ＤＢＲ層）上の活性層の一方向の端面にこの活性層に対して時計回りで略４５度の角度をもって反射鏡（ミラー）が配置された半導体発光素子であって、信号光とは別にモニター光を出射することが可能な半導体発光素子を提供することにある。
【００１５】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）本発明の光モジュールは、例えば、半導体発光素子と半導体受光素子とを有する光モジュールであって、
前記半導体発光素子は、半導体基板と、前記半導体基板の主面上に形成された少なくとも２種類の屈折率の異なる半導体層からなる分布ブラッグ反射層と、前記分布ブラッグ反射層上に形成された第１導電型の下部クラッド層と、前記下部クラッド層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された、前記第１導電型とは逆導電型である第２導電型の上部クラッド層と、前記活性層の互いに反対側に位置する第１及び第２の端面のうちの前記第１の端面に、前記半導体基板に対して時計回りで略４５度の角度をもって配置された反射鏡と、前記活性層の前記第２の端面に配置され、反射率が前記分布ブラッグ反射層の反射率以下の反射膜と、前記上部クラッド層上に形成された上部電極と、前記半導体基板の主面とは反対側の裏面に形成された下部電極と、前記活性層で発生し、前記分布ブラッグ反射層を透過した光が前記半導体基板の裏面から出射できるように、前記下部電極に形成された開口部及び前記開口部に設けられた無反射膜とを有し、
前記半導体受光素子は、前記半導体受光素子の受光面が前記半導体発光素子の前記開口部と平面的に重なるように前記半導体基板の裏面側に配置されていることを特徴とする。
（２）本発明の半導体発光素子は、例えば、半導体基板と、前記半導体基板の主面上に形成された少なくとも２種類の屈折率の異なる半導体層からなる分布ブラッグ反射層と、前記分布ブラッグ反射層上に形成された第１導電型の下部クラッド層と、前記下部クラッド層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された、前記第１導電型とは逆導電型である第２導電型の上部クラッド層と、前記活性層の互いに反対側に位置する第１及び第２の端面のうちの前記第１の端面に、前記半導体基板に対して時計回りで略４５度の角度をもって配置された反射鏡と、前記活性層の前記第２の端面に配置され、反射率が前記分布ブラッグ反射層の反射率以下の反射膜と、前記上部クラッド層上に形成された上部電極と、前記半導体基板の主面とは反対側の裏面に形成された下部電極と、前記活性層で発生し、前記分布ブラッグ反射層を透過した光が前記半導体基板の裏面から出射できるように、前記下部電極に形成された開口部及び前記開口部に設けられた無反射膜とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１８】
本発明の実施例によれば、通常の端面発光レーザよりも成長回数を増加させることなく、容易に短共振器レーザを作製でき、さらにこのレーザを用いることによって、組立容易で、かつ部品点数を削減してコスト削減が可能となるモニター機能付き光モジュールを提供することができる。
【００１９】
本発明によれば、分布ブラッグ反射層（ＤＢＲ層）上の活性層の一方向の端面にこの活性層に対して時計回りで略４５度の角度をもって反射鏡（ミラー）が配置された半導体発光素子を有するモニタリング機能付き光モジュールを提供することが可能となる。
【００２０】
本発明によれば、分布ブラッグ反射層（ＤＢＲ層）上の活性層の一方向の端面にこの活性層に対して時計回りで略４５度の角度をもって反射鏡（ミラー）が配置された半導体発光素子であって、信号光とは別にモニター光を出射する半導体発光素子を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２２】
なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。ただし、図は飽くまで本実施例を説明するものであって、図の大きさと本実施例記載の縮尺は必ずしも一致するものではない。
【００２３】
また、本実施例では、光モジュールに組み込まれる半導体発光素子及び半導体受光素子の実装形態として第１〜第５の実装形態について説明する。
［実施例１］
本実施例１では、パッケージ形態の一つであるＣＡＮ型と呼ばれるパッケージ構造の光モジュールに本発明を適用した例について説明する。また、本実施例１では、半導体発光素子及び半導体受光素子を実装する第１の実装形態について説明する。
【００２４】
図１乃至図３は、本発明の実施例１である光モジュールに係る図であり、
図１は、光モジュールの概略構成を示す鳥瞰図、
図２は、光モジュールにおいて、半導体発光素子と半導体受光素子との実装状態を示す図、
図３は、図２の半導体発光素子の概略構成を示す図（（ａ）は平面図，（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図，（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面構造を示す断面図，（ｄ）は底面図）である。
【００２５】
本実施例１の光モジュールは、図１に示すように、ＣＡＮ型のパッケージ構造になっている。この光モジュールは、主に、ステム（ベース部材）６１及びキャップ部材（蓋体）６５からなる封止体６０を有し、ステム６１及びキャップ部材６５で形成されるキャビティ内に半導体発光素子ＬＤ１及び受光素子ＰＤ等を搭載した構造（半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを封止体６０で封止した構造）になっている。
【００２６】
ステム６１は、互いに反対側に位置する主面（第１の面）及び裏面（第２の面）を有し、数ｍｍの厚さの円形の金属板からなり、その主面の中央から外れた部分には、素子の台座として例えばヒートシンクとも呼ばれる銅製のマウント部材３０が導電性のロウ材等で固定されている。
【００２７】
マウント部材３０には、素子の台座として例えばシリコンカーバイト（ＳｉＣ）からなるサブマウント部材４０が固定されており、サブマウント部材４０には半導体発光素子ＬＤ１が実装されている。また、マウント部材３０には、半導体発光素子ＬＤ１から出射されたモニター用の光（以下、モニター光と呼ぶ）を受光する半導体受光素子ＰＤが実装されている。これらのマウント部材（台座）３０、サブマウント部材（台座）４０、半導体発光素子ＬＤ１、半導体受光素子ＰＤ等は、ステム６１及びキャップ部材６５で形成されるキャビティの中に配置されている。
【００２８】
ステム６１には、外部電極端子として例えば４本のリード（６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ）が固定されている。３本のリード（６３ａ〜６３ｃ）は、絶縁体６２を介してステム６１に貫通状態で固定されている。残り１本のリード６３ｄは、ステム６１の裏面に突き合わせた状態で固定されている。
【００２９】
半導体発光素子ＬＤ１は、後で詳細に説明するが、互いに反対側に位置する主面（第１の面）及び裏面（第２の面）を有し、これらの面の各々に電極（上部電極，下部電極）を有する構成になっている。主面の上部電極１（図２参照）は、ボンディングワイヤ６４を介してリード６３ａの一端側と電気的に接続されている。裏面の下部電極２（図２参照）は、サブマウント部材４０及びボンディングワイヤ６４を介してリード６３ｂの一端側と電気的に接続されている。
【００３０】
半導体受光素子ＰＤは、互いに反対側に位置する受光面（第１の面）及び裏面（第２の面）を有し、この受光面側に２つの電極を有する構成になっている。この２つの電極のうち、一方の電極は、ボンディングワイヤ６４を介してリード６３ｃの一端側と電気的に接続され、他方の電極は、ボンディングワイヤ６４、マウント部材３０及びステム６１を介してリード６３ｄの一端側と電気的に接続されている。
【００３１】
キャップ部材６５は、３方向が壁面で囲まれ、残りの１方向が開放された帽子型からなり、マウント部材３０、サブマウント部材４０、半導体発光素子ＬＤ１、半導体受光素子ＰＤ、及び３本のリード（３６ａ〜６３ｃ）の各々の一端側等を覆うようにしてステム６１の主面に接着固定されている。
【００３２】
キャップ部材６５は、その中央に半導体発光素子ＬＤ１の前端面から出射された信号用の光（以下、信号光と呼ぶ）１７を封止体６０のキャビティの内部から外部に透過させる光透過窓６６を有しており、この光透過窓６６は、キャップ部材６５に設けられた穴の部分に透明ガラス板を重ねて固定することによって形成される。
【００３３】
本実施例の光モジュールは、半導体発光素子ＬＤ１から出射される信号光１７とは別のモニター光１８を半導体受光素子ＰＤで受光して半導体発光素子ＬＤ１の特性をモニタリングするモニター機能が付加された構造になっている。
【００３４】
次に、半導体発光素子ＬＤ１の構造について図３を用いて説明する。
【００３５】
図３に示すように、半導体発光素子ＬＤ１は、化合物半導体基板として例えばＩｎＰからなる基板１と、この基板１の主面上に形成された分布ブラッグ反射層（以下、ＤＢＲ層と呼ぶ）４と、このＤＢＲ層４上に形成されたＩｎＰバッファ層５と、このＩｎＰバッファ層５上に形成された下部ＳＣＨ層６と、この下部ＳＣＨ層６上に活性層として形成されたＭＱＷ層７と、このＭＱＷ層７上に形成された上部ＳＣＨ層８と、この上部ＳＣＨ層８上に形成されたエッチング停止層９と、このエッチング停止層９上に形成されたＩｎＰクラッド層１０と、このＩｎＰクラッド層１０上に形成された絶縁膜からなるパッシベーション膜（保護膜）１２と、このパッシベーション膜１２上に形成された上部電極１及び１ａと、基板１の主面とは反対側の裏面に形成された下部電極２とを有し、更に発光領域１９及び非発光領域２０を有している。
【００３６】
ＩｎＰクラッド層１０は、メサストライプ部１０ａと、このメサストライプ部１０ａを境にして互いに反対側に位置する一方及び他方の外側にそれぞれ形成された肩部（土手部）１０ｂとを有している。メサストライプ部１０ａ及び肩部１０ｂは、ＩｎＰクラッド層１０に形成された２つのスリット部によって区分されている。
【００３７】
発光領域１９と非発光領域２０とは、ＩｎＰクラッド層１０からＤＢＲ層４の直前まで到達する溝１６ａによって区画されており、発光領域１９は、ＭＱＷ層７の一方向において互いに反対側に位置する第１及び第２の端面のうち、前記第１の端面に配置された反射膜１３と、前記第２の端面に配置された反射鏡（以下、ミラーと呼ぶ）１６とを有している。反射膜１３の反射率（Ｒ１）は、ＤＢＲ層４の反射率（Ｒ２）以下になっている。ミラー１６は、ＭＱＷ層７若しくは基板１に対して時計回りで略４５度（反時計回りで１３５度）の角度をもって配置されており、発光領域１９と非発光領域２０とを区画する溝１６ａを形成することによって形成される。
【００３８】
メサストライプ部１０ａ及び肩部１０ｂは発光領域１９に設けられている。パッシベーション膜１２は、発光領域１９及び非活性領域２０に形成されており、発光領域１９においては、メサストライプ部１０ａの上面を除いて、メサストライプ部１０ａの側面、スリット部、肩部１０ｂの上面及び側面を覆うようにして形成され、非活性領域２０においては、ＩｎＰクラッド層１０のほぼ全面を覆うようにして形成されている。
【００３９】
上部電極１は、発光領域１９においてパッシベーション膜１２上に形成されており、メサストライプ部１０ａの上面と電気的に接続され、肩部１０ｂに対しては絶縁されている。この上部電極１には、光モジュールの製造において、半導体発光素子ＬＤ１をサブマウント部材にジャンクション・アップ方式で実装する場合はボンディングワイヤ６４が接続され、半導体発光素子ＬＤ１をサブマウント部材にジャンクション・ダウン方式で実装する場合はサブマウント部材の電極が導電性接着材を介在して接続される。
【００４０】
上部電極１ａは、非発光領域２０においてパッシベーション膜１２上に形成されており、ＩｎＰクラッド層１０と電気的に分離されている。この上部電極１ａは、光モジュールの製造において、半導体発光素子ＬＤ１をサブマウント部材にジャンクション・ダウン方式で実装する場合にサブマウント部材の電極が例えば導電性接着材を介在して接続される。
【００４１】
下部電極２は、ＭＱＷ層７で発生し、ＤＢＲ層４を透過した光が基板３の裏面から出射できるように開口部１５を有し、この開口部１５には無反射膜１４が形成されている。
【００４２】
下部ＳＣＨ層６はＩｎＧａＡｌＡｓからなり、ＩｎＰバッファ層５とともに第１導電型（例えばｎ型）の下部クラッド層を形成している。上部ＳＣＨ層８とエッチング停止層９はＩｎＧａＡｌＡｓからなり、ＩｎＰからなるメサストライプ部１０ａとともに第１導電型とは逆導電型である第２導電型（例えばｐ型）の上部クラッド層を形成している。ＭＱＷ層７の井戸層はＩｎＧａＡｓＰから、障壁層はＩｎＧａＡｌＡｓからなり、１．５５μｍ帯で発光するように材料の組成を調節している。ＤＢＲ層４はＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰを交互に２６対積層した構造をしており、光の波長１．５５μｍ付近で良好な反射特性が得られるように層の厚さを調節している。
【００４３】
本実施例の半導体発光素子ＬＤ１の大きさは、厚さ略１５０μｍ、長さ略３００μｍ、幅略４００μｍとなっている。本実施例のミラー１６はＭＱＷ層７に対して時計回りで略４５度（反時計回りで１３５度）、かつ発光領域１９の長さが略５０μｍとなるようにドライエッチング技術を用いてＤＢＲ層４の直上まで形成した。そのため、非発光領域２０にはＭＱＷ層７に対して反時計回りで略１３５度（時計回りで４５度）の傾斜面ができ、また、非発光領域２０の長さは略２５０μｍとなる。このように、共振器長が短くとも、非発光領域２０が略２５０μｍあり、素子全体として長さが略３００μｍあるので、真空ピンセットなどによる取り扱いが非常に容易となり、ハンドリング性を向上できる。
【００４４】
ここで、図３の（ａ）図に記載してある通り、メサストライプ部１０ａは、半導体発光素子ＬＤ１の反射膜１３側の前端面から発光領域１９内にのみに形成しており、その長さは本実施例では発光領域１９よりも短い略４０μｍとしてある。そのため、メサストライプ部１０ａと肩部１０ｂとの間に形成される段差が溝１６ａ（ミラー１６）を形成する時のエッチングの妨げとなることはなく、発光光の波長λに対してミラー１６表面の段差がλ／１０以下となる程度にミラー１６が形成できるようになった。ただし、メサストライプ部１０ａとミラー１６との間には横方向の閉じ込めがなく、そこでは横方向に光は拡大するが、長さが１０μｍ程度であれば、特性上問題とならないことは本実施例の素子を用いた測定で確認済みである。
【００４５】
電気信号は電流として上部電極１もしくは下部電極２より注入され、その電流の大部分は発光領域１９内のＭＱＷ層７で光に変換される。その光はミラー１６を介して反射膜１３とＤＢＲ層４で一部反射され、増幅される。このとき反射膜１３の反射率Ｒ１とＤＢＲ層４の反射率Ｒ２がＲ１≦Ｒ２の関係にあるので、反射せずに透過した光はＤＢＲ層４よりも反射膜１３の方から多く出射し、反射膜１３を透過した光は信号光１７となる。一方、信号光１７よりも出力は小さいが、ＤＢＲ層４を透過した光は基板３でほとんど損失を受けることなく、下部電極２の開口部１５を透過して出射し、モニター光１８として利用できる。このとき、下部電極２の開口部１５には無反射膜１４が施されているので、下部電極２によって反射される光は全くなく、また、基板３の底面で反射されＤＢＲ層４の方向へ戻る光はほとんどない。さらに、反射膜１３より信号光１７を、無反射膜１４よりモニター光１８を取り出すことにより、部品点数の増加やモジュールの複雑化を防ぎ、コスト上昇を抑えることができる。
【００４６】
非発光領域２０において、上部電極１ａの直下は、全体がパッシベーション膜１２で覆われているので、上部電極１ａから非発光領域２０に電流が流れることは決してない。同様に発光領域１９でも肩部１０ｂの領域における上部電極１の直下は、パッシベーション膜１２で覆われているので、電流が流れることは決してない。このように電流の流れない領域にも上部電極１と１ａを形成しているのは、上部電極１及び１ａ側をマウント側にするジャンクション・ダウン方式で半導体発光素子ＬＤ１を実装する際、肩部１０ｂ直上の上部電極１と非発光領域２０の上部電極１ａもハンダ等で固定することにより、素子全体を安定させるためである。
【００４７】
次に、本実施例の半導体発光素子ＬＤ１と半導体受光素子ＰＤとの実装形態について図２を用いて説明する。
【００４８】
マウント部材３０は、第１の面３１と、この第１の面３１よりも高さ位置が高い第２の面３２とを有し、第１の面３１と第２の面３２とが非平行の関係になっている。
【００４９】
サブマウント部材４０は、例えばＡｌＮからなるベース部材４１と、このベース部材４１の主面に形成された電極４２ａと、このベース部材４１の主面とは反対側の裏面に形成された電極４２ｂとを有し、電極４２ａと電極４２ｂとが略平行の関係になっている。
【００５０】
半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡとは反対側の裏面がマウント部材３０の第１の面３１側に位置する状態でマウント部材３０の第１の面３１に例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して実装されている。
【００５１】
サブマウント部材４０は、その裏面側の電極４２ｂがマウント部材３０の第２の面３２側に位置する状態でマウント部材３０の第２の面３２に例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して接着固定されている。本実施例において、サブマウント部材４０は、その一部がマウント部材３０の第１の面３１上に位置する状態でマウント部材３０の第２の面３２に接着固定されている。
【００５２】
半導体発光素子ＬＤ１は、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２がサブマウント部材４０の主面側の電極４２ａに例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して電気的に接続された状態で、かつ半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５がサブマウント部材４０と平面的に重ならない状態で、サブマウント部材４０に実装されている。また、半導体発光素子ＬＤ１は、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５が半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡと平面的に重なる状態でサブマウント部材４０に実装されている。即ち、本実施例の半導体発光素子ＬＤ１は、その裏面側の下部電極２がサブマウント部材４０側に位置するジャンクション・アップ方式でサブマウント部材４０に実装されている。
【００５３】
半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５と平面的に重なるように前記半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置されている。
【００５４】
即ち、本実施例において、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤは、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５から出射したモニター光１８が半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置された半導体発光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに到達できるように実装されている。
【００５５】
半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡは、半導体発光素子ＬＤ１のＭＱＷ層７若しくは基板１に対して非平行になっている。換言すれば、半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側から出射したモニター光１８の光軸に対して垂直（直角）とならないように配置されている。本実施例では、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡと、半導体発光素子ＬＤ１のＭＱＷ層７若しくは基板１との非平行状態は、例えば、半導体発光素子ＬＤ１のＭＱＷ層７若しくは基板１に対してマウント部材３０の第１の面３１を非平行状態とすることによって行われている。
【００５６】
このように構成された光モジュールにおいて、ボンディングワイヤ６４を介して半導体発光素子ＬＤ１へ伝えられた電気信号は、半導体発光素子ＬＤ１にて光信号に変換され、半導体発光素子ＬＤ１の前端面側の反射膜１３から出射した光は信号光１７として外部へ伝えられる。一方、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側における下部電極２の開口部１５から出射したモニター光１８は、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置された半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに入射し、この半導体受光素子ＰＤで電気信号などに変換され、外部へ半導体発光素子ＬＤ１の状態などの情報を伝える。このとき、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側における下部電極２の開口部１５から出射し、半導体受光素子ＰＤへ入射するモニター光１８が半導体受光素子ＰＤの受光面で反射されたとしても、この反射光１８ａが半導体発光素子ＬＤ１へ戻り光として戻り、半導体発光素子ＬＤ１の特性を劣化させることはない。
【００５７】
このように、本実施例によれば、ＤＢＲ層（分布ブラッグ反射層）４上のＭＱＷ層（活性層）７の一方向の端面にこのＭＱＷ層７に対して時計回りで略４５度（反時計回りで１３５度）の角度をもってミラー（反射鏡）１６が配置された端面発光型の半導体発光素子ＬＤ１において、ＭＱＷ層７で発光し、ＤＢＲ層４を透過した光が基板１の裏面から出射できるように、基板１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５及び開口部１５に設けられた無反射膜１４を有する構成とすることにより、信号光１７とは別にモニター光１８を出射することが可能となる。
【００５８】
また、このような構造の半導体発光素子ＬＤ１を使用し、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５と平面的に重なるように、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に半導体受光素子ＰＤを配置することにより、組み立てが容易で、かつ少ない部品点数で低コストのモニター機能付き光モジュールを提供することができる。
【００５９】
［実施例２］
本実施例２では、光モジュールにおいて、半導体発光素子及び半導体受光素子を実装する第２の実装形態について説明する。
【００６０】
図４は、本発明の実施例２である光モジュールにおいて、半導体発光素子と半導体受光素子との実装状態を示す図である。
【００６１】
本実施例２の光モジュールは、基本的に前述の実施例１の光モジュールと同様の構成になっており、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装する実装形態が異なっている。以下、本実施例の半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装する第２の実装形態について図４を用いて説明する。
【００６２】
本実施例の光モジュールは、図１に示す封止体６０のキャビティ内に、図４に示すように、マウント部材３０、サブマウント部材４０、半導体発光素子ＬＤ１、半導体受光素子ＰＤ等を配置している。
【００６３】
マウント部材３０は、第１の面３１と、この第１の面３１よりも高さ位置が高い第２の面３２とを有しており、この第１の面３１と第２の面３２とは略平行の関係になっている。本実施例において、マウント部材３０は凹部を有し、この凹部の底面が第１の面３１であり、この凹部の外側の上面が第２の面３２である。マウント部材３０は、実施例１と同様に、ステム６１の主面に接着固定されている。
【００６４】
本実施例のサブマウント部材４０は、ベース部材４１ａと、ベース部材４１ａの主面に形成された電極４２ａと、電極４２ａに形成された開口部４３ａと、開口部４３ａに形成された無反射膜４４ａと、ベース部材４１の主面とは反対側の裏面に形成された電極４２ｂと、電極４２ｂに開口部４３ａと対向して形成された開口部４３ｂと、開口部４３ｂに形成された無反射膜４４ｂとを有する構成になっている。本実施例のベース部材４１ａは、前述の実施例１のベース部材４１とは異なり、光透過性材料である例えばシリコンからなる。
【００６５】
半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡとは反対側の裏面がマウント部材３０の凹部の底面である第１の面３１側に位置する状態でマウント部材３０の第１の面３１に例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して実装されている。
【００６６】
サブマウント部材４０は、サブマウント部材４０の裏面側の電極４２ｂがマウント部材３０の凹部の外側の上面である第２の面３２側に位置し、サブマウント部材４０の裏面側の電極４２ｂに形成された開口部４３ｂが半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡと平面的に重なる状態でマウント部材３０の第２の面３２に例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して接着固定されている。本実施例において、サブマウント部材４０は、マウント部材３０の凹部を跨ぐ又は塞ぐようしてマウント部材３０の第２の面３２に接着固定されている。
【００６７】
半導体発光素子ＬＤ１は、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２がサブマウント部材４０の主面側の電極４２ａに例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して電気的に接続された状態で、かつ半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５がサブマウント部材４０の主面側の電極４２ａに形成された開口部４３ａと平面的に重なる状態でサブマウント部材４０に実装されている。
【００６８】
本実施例においても、半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５と平面的に重なるように半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置されている。
【００６９】
即ち、本実施例において、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤは、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５から出射したモニター光１８がサブマウント部材４０のベース部材４１ａを透過して半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置された半導体発光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに到達できるように実装されている。
【００７０】
本実施例のサブマウント部材４０において、主面側の電極４２ａと裏面側の電極４２ｂとは略平行の関係になっている。一方、主面側における電極４２ａの開口部４３ａに形成された無反射膜４４ａと、裏面側における電極４２ｂの開口部４３に形成された無反射膜４４ｂとは、非平行の関係になっている。本実施例において、無反射膜４４ａと４４ｂとの非平行の関係は、ベース部材４１ａの裏面の無反射膜形成部に溝４５を形成することによって行われている。
【００７１】
本実施例のサブマウント部材４０において、主面側における電極４２ａの開口部４３ａに形成された無反射膜４４ａは、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに対して略平行の関係になっている。一方、裏面側における電極４２ｂの開口部４３ｂに形成された無反射膜４４ｂは、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに対して非平行の関係になっている。
【００７２】
このように構成された本実施例の光モジュールにおいて、ボンディングワイヤ６４を介して半導体発光素子ＬＤ１へ伝えられた電気信号は、半導体発光素子ＰＤにて光信号に変換され、半導体発光素子ＬＤ１の前端面側の反射膜１３から出射した光は信号光１７として外部へ伝えられる。一方、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側における下部電極２の開口部１５から出射したモニター光１８はサブマウント部材４０のベース部材４１ａを透過して半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに入射し、半導体受光素子ＰＤで電気信号などに変換され、外部へ半導体発光素子ＬＤ１の状態などの情報を伝える。このとき、サブマウント部材４０にモニター光１８が入射する領域には無反射膜（４４ａ，４４ｂ）が表裏面に形成されているので、サブマウント部材４０の表裏面でモニター光１８が反射されることはほとんどない。また、サブマウント部材４０のベース部材４１ａはシリコンで出来ているので、１．３μｍ帯および１．５５μｍ帯の光を吸収することはないので、モニター光１８がサブマウント部材４０で吸収されることはない。さらに、サブマウント部材４０の裏面に形成された溝４５が略垂直に入射したモニター光１８の進路を曲げるため、サブマウント部材４０を透過して半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡから入射するモニター光１８が半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡで反射されたとしても、反射光１８ａが半導体発光素子ＬＤ１へ戻り光として戻り、半導体発光素子ＬＤ１の特性を劣化させることはない。
【００７３】
尚、溝４５はサブマウント部材４０の主面の非反射膜形成領域に設けることも可能である。また、溝４５は溝でなくとも、それと同様な機能をもつものであればよい。ただし、反射光１８ａが信号光１７と干渉し信号を劣化させないように、例えば本実施例のように反射光１８ａが信号光１７とは逆方向に向うように溝４５を形成する必要がある。例えば、実施例１のように、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側から出射したモニター光１８の光軸に対して垂直とならないように、半導体受光素子ＰＤが実装されるマウント部材３０の第１の面３１をモニター光１８の光軸に対して傾斜させてもよい。
【００７４】
このように、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤは、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５から出射したモニター光１８がサブマウント部材４０のベース部材４１ａを透過して半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置された半導体発光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに到達できるように、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装することにより、本実施例２においても、前述の実施例１と同様に、組み立てが容易で、かつ少ない部品点数で低コストのモニター機能付き光モジュールを提供することができる。
【００７５】
［実施例３］
本実施例３では、光モジュールにおいて、半導体発光素子及び半導体受光素子を実装する第３の実装形態について説明する。
【００７６】
図５は、本発明の実施例３である光モジュールにおいて、半導体発光素子と半導体受光素子との実装状態を示す図である。
【００７７】
本実施例３の光モジュールは、基本的に前述の実施例１の光モジュールと同様の構成になっており、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装する実装形態が異なっている。以下、本実施例の半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装する第３の実装形態について図５を用いて説明する。
【００７８】
本実施例の光モジュールは、図１に示す封止体６０のキャビティ内に、図５に示すように、マウント部材３０、サブマウント部材４０、半導体発光素子ＬＤ１、半導体受光素子ＰＤ等を配置している。
【００７９】
マウント部材３０は、第１の面３１と、この第１の面３１よりも高さ位置が高い第２の面３２とを有しており、この第１の面３１と第２の面３２とは非平行の関係になっている。本実施例において、マウント部材３０は凹部を有し、この凹部の底面が第１の面３１であり、この凹部の外側の上面が第２の面３２である。
【００８０】
サブマウント部材４０は、例えばＡｌＮからなるベース部材４１と、このベース部材４１の主面に形成された電極４２ａと、このベース部材４１ｂの主面とは反対側の裏面に形成された電極４２ｂと、電極４２ａから電極４２ｂに亘って貫通する貫通孔４６とを有し、電極４２ａと電極４２ｂとが略平行の関係になっている。
【００８１】
半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡとは反対側の裏面がマウント部材３０の凹部の底面である第１の面３１側に位置する状態でマウント部材３０の第１の面３１に例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して実装されている。
【００８２】
サブマウント部材４０は、サブマウント部材４０の裏面側の電極４２ａがマウント部材３０の第２の面３２側に位置し、サブマウント部材４０の貫通孔４６が半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡと平面的に重なる状態でマウント部材３０の第２の面３２に例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して接着固定されている。本実施例において、サブマウント部材４０は、前述の実施例２と同様に、マウント部材３０の凹部を跨ぐ又は塞ぐようにしてマウント部材３０の第２の面３２に接着固定されている。
【００８３】
半導体発光素子ＬＤ１は、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２がサブマウント部材４０の主面側の電極４２ａに例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して電気的に接続された状態で、かつ半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の電極２に形成された開口部１５がサブマウント部材４０の貫通孔４６と平面的に重なる状態でサブマウント部材４０に実装されている。
【００８４】
半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡは、半導体発光素子ＬＤ１のＭＱＷ層７若しくは基板１に対して非平行になっている。換言すれば、半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側から出射したモニター光１８の光軸に対して垂直（直角）とならないように配置されている。本実施例では、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡと、半導体発光素子ＬＤ１のＭＱＷ層７若しくは基板１との非平行状態は、例えば、半導体発光素子ＬＤ１のＭＱＷ層７若しくは基板１に対してマウント部材３０の第１の面３１を非平行状態とすることによって行われている。
【００８５】
本実施例においても、半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５と平面的に重なるように半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置されている。
【００８６】
即ち、本実施例において、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤは、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５から出射したモニター光１８がサブマウント部材４０の貫通孔４６を通過して半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置された半導体発光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに到達できるように実装されている。
【００８７】
このように構成された本実施例の光モジュールにおいて、ボンディングワイヤ６４を介して半導体発光素子ＬＤ１へ伝えられた電気信号は、半導体発光素子ＬＤ１にて光信号に変換され、半導体発光素子ＬＤ１の前端面側の反射膜１３から出射した光は信号光１７として外部へ伝えられる。一方、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側における下部電極２の開口部１５から出射したモニター光１８は、サブマウント部材４０に設けられた貫通孔（ビアホール）４６を通過して半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに入射し、半導体受光素子ＰＤで電気信号などに変換され、外部へ半導体発光素子ＬＤ１の状態などの情報を伝える。このとき、マウント部材３０の第２の面３２に対して第１の面３１は略傾斜させてあるので、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡへ入射するモニター光１８が半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡで反射されたとしても、反射光１８ａが半導体発光素子ＬＤ１へ戻り光として戻り、半導体発光素子ＬＤ１の特性を劣化させることはない。ただし、傾斜の方向は、反射光１８ａが信号光１７と干渉し信号を劣化させないように、例えば本実施例のように反射光１８ａが信号光１７と逆方向に向うように傾斜させる必要がある。
【００８８】
このように、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５から出射したモニター光１８がサブマウント部材４０の貫通孔４６を通過して半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置された半導体発光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに到達できるように、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装することにより、本実施例３においても、前述の実施例１と同様に、組み立てが容易で、かつ少ない部品点数で低コストのモニター機能付き光モジュールを提供することができる。
【００８９】
［実施例４］
本実施例４では、光モジュールにおいて、半導体発光素子及び半導体受光素子を実装する第４の実装形態について説明する。
【００９０】
図６は、本発明の実施例４である光モジュールにおいて、半導体発光素子と半導体受光素子との実装状態を示す図である。
【００９１】
本実施例４の光モジュールは、基本的に前述の実施例１の光モジュールと同様の構成になっており、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装する実装形態が異なっている。以下、本実施例の半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装する第４の実装形態について図６を用いて説明する。
【００９２】
本実施例の光モジュールは、図１に示す封止体６０のキャビティ内に、図６に示すように、マウント部材３０、サブマウント部材４０及び５０、半導体発光素子ＬＤ１、半導体受光素子ＰＤ等を配置している。
【００９３】
マウント部材３０は、第１の面３１と、この第１の面３１よりも高さ位置が高い第２の面３２とを有しており、この第１の面３１と第２の面３２とは略平行の関係になっている。
【００９４】
サブマウント部材５０は、例えばＡｌＮからなるベース部材５１と、このベース部材５１の主面に形成された電極５２ａと、このベース部材５１の主面とは反対側の裏面に形成された電極５２ｂとを有し、電極５２ａと電極５２ｂとが略平行になっている。
【００９５】
本実施例のサブマウント部材４０は、前述の実施例２と同様に、光透過性材料である例えばシリコンからなるベース部材４１ａと、このベース部材４１ａの主面に形成された電極４２ａと、この電極４２ａに形成された開口部４３ａと、この開口部４３ａに形成された無反射膜４４ａと、ベース部材４１ａの主面とは反対側の裏面に形成された電極４２ｂと、この電極４２ｂに開口部４３ａと対向して形成された開口部４３ｂと、この開口部４３ｂに形成された無反射膜４４ｂとを有する構成になっている。
【００９６】
サブマウント部材５０は、サブマウント部材５０の裏面側の電極５２ｂがマウント部材３０の第１の面３１側に位置する状態でマウント部材３０の第１の面３１に例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して接着固定されている。
【００９７】
半導体発光素子ＬＤ１は、半導体発光素子ＬＤ１の主面側の上部電極１がサブマウント部材５０の主面側の電極５２ａ側と例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して電気的に接続された状態でサブマウント部材５０に実装されている。即ち、本実施例の半導体発光素子ＬＤ１は、その主面側の上部電極１がサブマウント部材５０側に位置するジャンクション・ダウン方式でサブマウント部材５０に実装されている。
【００９８】
本実施例のサブマウント部材４０は、前述の実施例２とは異なり、サブマウント部材４０の主面側の電極４２ａがマウント部材３０の第２の面３２側に位置し、サブマウント部材４０の主面側の電極４２ａに形成された開口部４３ａが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５と平面的に重なる状態でマウント部材３０の第２の面３２ａに例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して接着固定されている。本実施例において、サブマウント部材４０は、前述の実施例１と同様に、その一部がマウント部材３０の第１の面３１上に位置する状態でマウント部材３０の第２の面３２に接着固定されている。
【００９９】
半導体受光素子ＰＤは、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡ側の電極がサブマウント部材４０の裏面側の電極４２ｂに例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して電気的に接続された状態で、かつ半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡがサブマウント部材４０の裏面側の電極４２ｂに形成された開口部４３ｂと平面的に重なる状態でサブマウント部材４０に実装されている。
【０１００】
本実施例においても、半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５と平面的に重なるように半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置されている。
【０１０１】
即ち、本実施例において、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤは、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５から出射したモニター光１８がサブマウント部材４０のベース部材４１ａを透過して半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置された半導体発光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに到達できるように実装されている。
【０１０２】
本実施例のサブマウント部材４０において、主面側の電極４２ａと裏面側の電極４２ｂとは略平行の関係になっている。一方、主面側における電極４２ａの開口部４３ａに形成された無反射膜４４ａと、裏面側における電極４２ｂの開口部４３ｂに形成された無反射膜４４ｂとは、非平行の関係になっている。本実施例において、無反射膜４４ａと４４ｂとの非平行の関係は、ベース部材４１ａの裏面の無反射膜形成部に溝４５を形成することによって行われている。
【０１０３】
ここで、半導体発光素子ＬＤ１は、その主面側の上部電極１及び１ａがサブマウント部材４０側に位置する状態（ジャンクション・ダウン方式）でサブマウント部材４０に実装されているが、発光領域１９の上部電極１と非発光領域２０の上部電極１ａとが略同一高さになっているので、上部電極１と上部電極１ａともに導電性接着材３５で固定することができ、素子全体を安定させて実装することができる。特に、本実施例の半導体発光素子ＬＤ１は、共振器長（発光領域１９）が短くとも、非発光領域２０が略２５０μｍあり、素子全体として長さが略３００μｍあるので、より安定させて実装することができる。
【０１０４】
このように構成された光モジュールにおいて、ボンディングワイヤ６４を介して半導体発光素子ＬＤ１へ伝えられた電気信号は、半導体発光素子ＬＤ１にて光信号に変換され、半導体発光素子ＬＤ１の前端面側の反射膜１３から出射した光は信号光１７として外部へ伝えられる。一方、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側における下部電極２の開口部１５から出射したモニター光１８はサブマウント部材４０のベース部材４１ａを透過して半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに入射し、半導体受光素子ＰＤで電気信号などに変換され、外部へ半導体発光素子ＬＤ１の状態などの情報を伝える。このとき、サブマウント部材４０にモニター光１８が入射する領域には無反射膜（４４ａ，４４ｂ）が主面及び裏面（表裏面）に形成されているので、サブマウント部材４０の表裏面でモニター光１８が反射されることはほとんどない。また、サブマウント部材４０はシリコンで出来ているので、１．３μｍ帯および１．５５μｍ帯の光を吸収することはないので、モニター光１８がサブマウント部材４０で吸収されることはない。さらに、サブマウント部材４０の裏面に形成された溝４５が略垂直に入射したモニター光１８の進路を曲げるため、サブマウント部材４０を透過して半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡから入射するモニター光１８が半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡで反射されたとしても、反射光１８ａが半導体発光素子ＬＤ１へ戻り光として戻り、半導体発光素子ＬＤ１の特性を劣化させることはない。
【０１０５】
尚、溝４５は、サブマウント部材４０の主面の非反射膜形成領域に設けることも可能である。また、溝４５は溝でなくとも、それと同様な機能をもつものであればよい。ただし、反射光１８ａが信号光１７と干渉し信号を劣化させないように、例えば本実施例のように反射光１８ａが信号光１７と逆方向に向うように溝４５を形成する必要がある。
【０１０６】
このように、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５から出射したモニター光１８がサブマウント部材４０のベース部材４１ａを透過して半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置された半導体発光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに到達できるように、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装することにより、本実施例４においても、前述の実施例１と同様に、組み立てが容易で、かつ少ない部品点数で低コストのモニター機能付き光モジュールを提供することができる。
【０１０７】
また、本実施例４では、半導体発光素子ＬＤ１は、サブマウント部材４０にジャンクション・ダウン方式で実装されているが、半導体発光素子ＬＤ１の発光領域１９における上部電極１と非発光領域２０における上部電極１ａとが略同一高さにあるので、上部電極１と上部電極１ａともに導電性接着材３５でサブマウント部材５０の主面側の電極５２ａに接着固定することができるので、素子全体を安定させて実装することができる。
【０１０８】
［実施例５］
本実施例５では、光モジュールにおいて、半導体発光素子及び半導体受光素子を実装する第５の実装形態について説明する。
【０１０９】
図７は、本発明の実施例５である光モジュールにおいて、半導体発光素子と半導体受光素子との実装状態を示す図である。
【０１１０】
本実施例５の光モジュールは、基本的に前述の実施例１の光モジュールと同様の構成になっており、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装する実装形態が異なっている。以下、本実施例の半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装する第５の実装形態について図７を用いて説明する。
【０１１１】
本実施例の光モジュールは、図１に示す封止体６０のキャビティ内に、図７に示すように、マウント部材３０、サブマウント部材４０及び５０、半導体発光素子ＬＤ１、半導体受光素子ＰＤ等を配置している。
【０１１２】
マウント部材３０は、第１の面３１と、この第１の面３１よりも高さ位置が高い第２の面３２とを有しており、この第１の面３１と第２の面３２とは略平行の関係になっている。
【０１１３】
サブマウント部材５０は、例えばＡｌＮからなるベース部材５１と、このベース部材５１の主面に形成された電極５２ａと、このベース部材５１の主面とは反対側の裏面に形成された電極５２ｂとを有し、電極５２ａと電極５２ｂとが略平行になっている。
【０１１４】
本実施例のサブマウント部材４０は、前述の実施例３のサブマウント部材４０と同様に、例えばＡｌＮからなるベース部材４１と、このベース部材４１の主面に形成された電極４２ａと、このベース部材４１ｂの主面とは反対側の裏面に形成された電極４２ｂと、電極４２ａから電極４２ｂに亘って貫通する貫通孔４６とを有する構成になっているが、前述の実施例３とは異なり、電極４２ａと電極４２ｂとが非平行の関係になっている。本実施例において、主面側の電極４２ａは貫通孔４６の延在方向に対して略垂直になっており、裏面側の電極４２ｂは貫通孔の延在方向に対して傾斜する非垂直になっている。
【０１１５】
サブマウント部材５０は、サブマウント部材５０の裏面側の電極４２ｂがマウント部材３０の第１の面３１側に位置する状態でマウント部材３０の第１の面３１に例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して接着固定されている。
【０１１６】
半導体発光素子ＬＤ１は、半導体発光素子ＬＤ１の主面側の上部電極１がサブマウント部材５０の主面側の電極５２ａ側と例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して電気的に接続された状態でサブマウント部材５０に実装されている。即ち、本実施例の半導体発光素子ＬＤ１は、その主面側の上部電極１がサブマウント部材５０側に位置するジャンクション・ダウン方式でサブマウント部材５０に実装されている。
【０１１７】
本実施例のサブマウント部材４０は、前述の実施例３と同様に、サブマウント部材４０の主面側の電極４２ａがマウント部材３０の第２の面３２側に位置し、サブマウント部材４０の主面側の電極４２ａに形成された開口部４３ａが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５と平面的に重なる状態でマウント部材３０の第２の面３２に例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して接着固定されている。本実施例において、サブマウント部材４０は、前述の実施例１と同様に、その一部がマウント部材３０の第１の面３１上に位置する状態でマウント部材３０の第２の面３２に接着固定されている。
【０１１８】
半導体受光素子ＰＤは、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡ側の電極がサブマウント部材４０の裏面側の電極４２ｂに例えばハンダ等の導電性接着材３５を介在して電気的に接続された状態で、かつ半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡがサブマウント部材４０の裏面側の電極４２ｂに形成された開口部４３ｂと平面的に重なる状態でサブマウント部材４０に実装されている。
【０１１９】
本実施例においても、半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５と平面的に重なるように半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置されている。
【０１２０】
半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡは、半導体発光素子ＬＤ１のＭＱＷ層７若しくは基板１に対して非平行になっている。換言すれば、半導体受光素子ＰＤは、その受光面ＰＤＡが半導体発光素子ＬＤ１の裏面側から出射したモニター光１８の光軸に対して垂直（直角）とならないように配置されている。本実施例では、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡと、半導体発光素子ＬＤ１のＭＱＷ層７若しくは基板１との非平行状態は、例えば、半導体発光素子ＬＤ１のＭＱＷ層７若しくは基板１に対してサブマウント部材４０の裏面側の電極４２ｂを非平行状態とすることによって行われている。
【０１２１】
本実施例において、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤは、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５から出射したモニター光１８がサブマウント部材４０の貫通孔４６を通過して半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置された半導体発光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに到達できるように実装されている。
【０１２２】
このように構成された本実施例の光モジュールにおいて、ボンディングワイヤ６４を介して半導体発光素子ＬＤ１へ伝えられた電気信号は、半導体発光素子ＬＤ１にて光信号に変換され、半導体発光素子ＬＤ１の前端面側の反射膜１３から出射した光は信号光１７として外部へ伝えられる。一方、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側における下部電極２の開口部１５から出射したモニター光１８は、サブマウント部材４０に設けられた貫通孔４６を通過して半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに入射し、半導体受光素子ＰＤで電気信号などに変換され、外部へ半導体発光素子ＬＤ１の状態などの情報を伝える。このとき、サブマウント部材４０の裏面側が略傾斜しており、このサブマウント部材４０の裏面側に実装された半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡは、半導体発光素子ＬＤの裏面側から出射されたモニター光１８の光軸に対して非垂直となっているので、半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡへ入射するモニター光１８が半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡで反射されたとしても、反射光１８ａが半導体発光素子ＬＤ１へ戻り光として戻り、半導体発光素子ＬＤ１の特性を劣化させることはない。ただし、前記傾斜の方向は、反射光１８ａが信号光１７と干渉し信号を劣化させないように、例えば本実施例のように反射光３１８ａが信号光１７と逆方向に向うように傾斜させる必要がある。
【０１２３】
このように、半導体発光素子ＬＤ１の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５から出射したモニター光１８がサブマウント部材４０の貫通孔４６を通過して半導体発光素子ＬＤ１の裏面側に配置された半導体発光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに到達できるように、半導体発光素子ＬＤ１及び半導体受光素子ＰＤを実装することにより、本実施例５においても、前述の実施例１と同様に、組み立てが容易で、かつ少ない部品点数で低コストのモニター機能付き光モジュールを提供することができる。
【０１２４】
また、本実施例５では、前述の実施例４と同様に、半導体発光素子ＬＤ１は、サブマウント部材４０にジャンクション・ダウン方式で実装されているが、半導体発光素子ＬＤ１の発光領域１９における上部電極１と非発光領域２０における上部電極１ａとが略同一高さにあるので、上部電極１と上部電極１ａともに導電性接着材３５でサブマウント部材５０の主面側の電極５２ａに接着固定することができるので、素子全体を安定させて実装することができる。
【０１２５】
［実施例６］
本実施例６では、光モジュールに半導体受光素子と共に組み込まれる半導体発光素子において、前述の実施例１乃至５の半導体発光素子とは構造が異なる他の半導体発光素子について説明する。
【０１２６】
図８は、本発明の実施例の光モジュールに半導体受光素子と共に組み込まれる他の半導体発光素子の概略構成を示す図（（ａ）は平面図，（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図，（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面構造を示す断面図，（ｄ）は底面図）である。
【０１２７】
本実施例の半導体発光素子ＬＤ２は、図８に示すように、上部電極１、下部電極２、基板３、ＤＢＲ層４、ＩｎＰバッファ層５、下部ＳＣＨ層６、ＭＱＷ層７、上部ＳＣＨ層８、エッチング停止層９、パッシベーション膜１２、反射膜１３、無反射膜１４、開口部（電極穴）１５、ミラー（反射鏡）１６、埋め込み層２３、ＤＦＢ層２４、上部ＩｎＰ層２６、メサストライプ部２７等を有している。
【０１２８】
下部ＳＣＨ層６はＩｎＧａＡｌＡｓからなり、ＩｎＰバッファ層５とともに第１導電型（例えばｎ型）の下部クラッド層を形成している。上部ＳＣＨ層８とエッチング停止層９はＩｎＧａＡｌＡｓからなり、ＤＦＢ層２４はＩｎＧａＡｓＰとＩｎＰからなり、ピッチは約２０２ｎｍ、デューティーは５：５となるように作製し、ＩｎＰからなるＩｎＰ層２６と共に第１導電型とは逆導電型である第２導電型（例えばｐ型）の上部クラッド層を形成している。本実施例では、ＩｎＰバッファ層５と、下部ＳＣＨ層６と、ＭＱＷ層７と、上部ＳＣＨ層８と、エッチング停止層９と、ＤＦＢ層２４と、上部ＩｎＰ層２６とがメサストライプ部２７を形成している。ＭＱＷ層７の井戸層と障壁層はともにＩｎＧａＡｌＡｓからなり、１．３１μｍ帯で発光するように材料の組成を調節している。ＤＢＲ層４はＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰを交互に２６対積層した構造をしており、光の波長１．３１μｍ付近で良好な反射特性が得られるよう層の厚さを調節している。
【０１２９】
本実施例の半導体素子の大きさは厚さ略１５０μｍ、長さ略３００μｍ、幅略４００μｍとなっている。ドライエッチング技術もしくはウェットエッチングを用いて、図８に示すようにメサストライプ部２７を形成し、その後、メサストライプ部２７が形成されている領域以外をＩｎＰやＦｅ−ＩｎＰ、Ｒｕ−ＩｎＰで埋め込むことによって埋め込み層２３を形成し、素子全体の表面を概平坦化した。本実施例のミラー１６はＭＱＷ層７に対して時計回りで略４５度、かつ発光領域１９の長さが略５０μｍとなるようにウェットエッチングを用いてＤＢＲ層４の直上まで形成した。このとき、図８の非発光領域２０にもＭＱＷ層７に対して反時計回りで略４５度の傾斜ができ、かつ非発光領域２０の長さが略２５０μｍとなるようにした。このように、共振器長が短くとも、非発光領域２０が略２５０μｍあり、素子全体として長さが略３００μｍあるので、真空ピンセットなどによる取り扱いが非常に容易となる。また、非発光領域２０にもウェットエッチされない領域を形成することによって、ジャンクション・ダウン方式で半導体発光素子ＬＤ２を実装するときに役に立つようにした。
【０１３０】
ここで、図８の（ａ）図に記載してある通り、メサストライプ部２７は、反射膜１３が形成された前端面から発光領域１９内にのみに形成しており、その長さは本実施例では発光領域１９よりも短い略４０μｍとしてある。そのため、メサストライプ部２７を形成する下部クラッド層やＭＱＷ層７、上部クラッド層のエッチングレートなどの違いによってウェットエッチング時に表面が荒れることを防ぎ、発光光の波長λに対してミラー１６表面の段差がλ／１０以下となる程度にミラー１６が形成できるようになった。このように、ウェットエッチングを用いても、きれいにミラー１６形成が出来るのが本実施例の特徴の１つである。ただし、非導波領域２５では横方向および縦方向に光の閉じ込めがなく、光は拡散するが、ＭＱＷ層７の端からミラー１６を介してＤＢＲ層４の表面までの距離が１０μｍ程度ならほとんど特性に影響がないことは本実施例の素子を用いた測定で確認済みである。
【０１３１】
電気信号は電流として上部電極１もしくは下部電極２より注入され、その電流の大部分は発光領域１９内のＭＱＷ層７で光に変換される。その光はＤＦＢ層２４および反射膜１３、ミラー１６を介してＤＢＲ層４で反射されながら増幅していく。このとき、反射膜１３の反射率Ｒ１とＤＢＲ層４の反射率Ｒ２がＲ１≦Ｒ２の関係にあるので、反射せずに透過した光はＤＢＲ層４よりも反射膜１３の方から多く出射し、反射膜１３を透過した光は信号光１７となる。一方、信号光１７よりも出力は小さいが、ＤＢＲ層４を透過した光は基板３でほとんど損失を受けることなく、下部電極１の開口部１５を透過して出射し、モニター光１８として利用できる。このとき、下部電極１の開口部１５には無反射膜１４が施されているので、下部電極２によって反射される光は全くなく、また、基板３の底面で反射されＤＢＲ層４の方向へ戻る光はほとんどない。さらに、反射膜１３より信号光１７を、無反射膜１４よりモニター光１８をそれぞれ取り出すことにより、部品点数の増加やモジュールの複雑化を防ぎ、コスト上昇を抑えることができる。
【０１３２】
非発光領域２０において、上部電極１ａの直下は、全体がパッシベーション膜１２で覆われているので、上部電極１ａから非発光領域２０に電流が流れることは決してない。同様に発光領域１９でも埋め込み層２３における上部電極１の直下は、パッシベーション膜１２で覆われているので、電流が流れることは決してない。このように、電流の流れない領域にも上部電極１と１ａを形成しているのは、上部電極１及び１ａ側をマウント側にするジャンクション・ダウン方式で半導体発光素子ＬＤ２を実装をする際、埋め込み層２３直上の上部電極１と非発光領域２０の上部電極１ａもハンダ等で固定することにより、素子全体を安定させるためである。
【０１３３】
このように構成された半導体発光素子ＬＤ２においても、前述の実施例１〜５で説明した実装形態で半導体受光素子ＰＤとともに光モジュールに組み込むことにより、前述の実施例１〜５と同様の効果が得られる。
【０１３４】
なお、上記の特許文献１〜３には、本実施例の「前端面から信号光１７を出射し、基板３の裏面側の電極２に形成された開口部１５からモニター光１８を出射する端発光型の半導体発光素子（ＬＤ１，ＬＤ２）」については記載されておらず、また、本実施例の「半導体発光素子（ＬＤ１，ＬＤ２）の裏面側の下部電極２に形成された開口部１５から出射したモニター光１８が半導体発光素子（ＬＤ１，ＬＤ２）の裏面側に配置された半導体受光素子ＰＤの受光面ＰＤＡに到達できるように、半導体発光素子（ＬＤ１，ＬＤ２）及び半導体受光素子ＰＤを実装する光モジュール」についても記載されていない。
【０１３５】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施例１である光モジュールの概略構成を示す鳥瞰図である。
【図２】図１の光モジュールにおいて、半導体発光素子と半導体受光素子との実装状態を示す図である。
【図３】図２の半導体発光素子の概略構成を示す図（（ａ）は平面図，（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図，（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面構造を示す断面図，（ｄ）は底面図）である。
【図４】本発明の実施例２である光モジュールにおいて、半導体発光素子と半導体受光素子との実装状態を示す図である。
【図５】本発明の実施例３である光モジュールにおいて、半導体発光素子と半導体受光素子との実装状態を示す図である。
【図６】本発明の実施例４である光モジュールにおいて、半導体発光素子と半導体受光素子との実装状態を示す図である。
【図７】本発明の実施例５である光モジュールにおいて、半導体発光素子と半導体受光素子との実装状態を示す図である。
【図８】本発明の実施例の光モジュールに半導体発光素子と共に組み込まれる他の半導体発光素子の概略構成を示す図（（ａ）は平面図，（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'線に沿った断面構造を示す断面図，（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ'線に沿った断面構造を示す断面図，（ｄ）は底面図）である。
【符号の説明】
【０１３７】
１、１ａ…上部電極、２…下部電極、３…基板、４…ＤＢＲ層（分布ブラッグ層）、５…ＩｎＰバッファ層、６…下部ＳＣＨ層、７…ＭＱＷ層（活性層）、８…上部ＳＣＨ層、９…エッチング停止層、１０…ＩｎＰクラッド層、１０ａ…メサストライプ部、１０ｂ…肩部（土手部）、１２…パッシベーション膜、１３…反射膜、１４…無反射膜、１５…開口部（電極穴）、１６…ミラー（反射鏡）、１７…信号光、１８…モニター光、１８ａ…反射光、１９…発光領域、２０…非発光領域、
２３…埋め込み層、２４…ＤＦＢ層、２５…非導波領域、２６…上部ＩｎＰ層、２７…メサストライプ部、
３０…マウント部材（台座）、３１…第１の面、３２…第２の面、３５…導電性接着材、
４０…サブマウント部材（台座）、４１，４１ａ…ベース部材、４２ａ，４２ｂ…電極、４３ａ，４３ｂ…開口部（電極穴）、４４ａ，４４ｂ…無反射膜、４５…溝、４６…貫通孔（ビアホール）、
５０…サブマウント部材（台座）、５１…ベース部材、５２ａ，５２ｂ…電極、
６０…封止体、６１…ステム、６２…絶縁体、６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ…リード、６４…ボンディングワイヤ、６５…キャップ部材、６６…光透過窓。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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