(57)【要約】【課題】  裏面出射型の面発光型半導体レーザを用いた場合に、曲率半径の小さなマイクロレンズなどの光学部を容易に形成することができ、かつへき開処理で個別の光装置に分離する場合に用いられる粘着性を有する保護シートによるマイクロレンズなどの光学部の剥がれが防止される光装置、光装置の製造方法、および光伝達装置を提供する。【解決手段】  基板１０１の表面側に形成されており、基板１０１の裏面側に光出力面を備えた面発光型半導体レーザ１０９と、面発光型半導体レーザ１０９の光出力面を取り囲むように底部を設けた、基板１０１の裏面側に配置された第１凹状部１１１と、第１凹状部１１１の底部の外周部からなる第１保護部１１５と、第１凹状部１１１の底部に、第１凹状部１１１の側面と接触せぬ位置にある液状の光学部前駆体１２０１に、エネルギーを付加することで硬化させた光学部としての凸レンズ１１３を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子を形成するための基板と、
前記基板の表面側に形成され、前記基板の裏面側で、前記光素子と対向する位置に光透過面を備えた光素子部と、
前記光素子部の前記光透過面を取り囲む底部を有するように、前記裏面に凹状部を有する前記基板と、
前記凹状部を有する前記基板の前記凹部の深さに応ずる高さを有するように作られた第１保護部と、
前記凹状部を有する前記基板上に配置した液状の光学部前駆体に、エネルギーを付加することで硬化させて得られた、少なくとも一部が前記光透過面上にあり、かつ前記凹状部を有する前記基板の側壁と接触しない位置にある光学部と、を有することを特徴とする光装置。
【請求項２】
前記基板の表面の法線方向に座標軸を取り、前記表面から前記裏面へ向かう方向を正方向とした場合、前記第１保護部の前記基板面と垂直方向の高さの最大値は、前記光学部の高さの最大値よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光装置。
【請求項３】
前記光学部がレンズとして機能することを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の光装置。
【請求項４】
前記光学部を覆うように形成された、光透過性を有し、かつ前記光学部よりも光屈折率が小さい第２保護部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光装置。
【請求項５】
前記光学部の曲率半径は、前記底部の最小幅の半分以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光装置。
【請求項６】
前記凹状部を有する前記基板の凹状部底面に形成された、第２凹状部を有する前記基板を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光装置。
【請求項７】
請求項１の光装置を製造する方法であって、
前記基板の前記表面側に位置し、前記基板裏面側に光透過面を備えた前記光素子部を形成する工程と、
前記光素子部を取り囲む絶縁部を形成する工程と、
前記基板の前記裏面側を、前記光素子部の前記光透過面を取り囲む底部を有するように凹状に加工する工程と、
少なくとも一部が前記光透過面上にあり、かつ凹状に加工された基板の側壁と接触しない位置にある光学部を、液状の光学部前駆体にエネルギーを付加することで硬化させて形成する工程と、を有することを特徴とする光装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の光装置の製造方法において、前記光学部を形成する工程を終えた後、前記光学部を覆うように、第２保護部前駆体を形成する工程と、前記第２保護部前駆体にエネルギーを付加することで硬化させて光透過性を有し、かつ前記光学部よりも光屈折率が小さい第２保護部を形成する工程と、を行なうことを特徴とする光装置の製造方法。
【請求項９】
基板の表面上に位置し、前記基板の表面側に光透過面を備えた光素子部と、
前記光素子部の光透過面を取り囲むよう配置された第１保護部と、
前記光素子部上に、液状の光学部前駆体にエネルギーを付加することで硬化させて得られた、少なくとも一部が前記光透過面上にあり、かつ凹状部を有する基板の側壁と接触しない位置にある光学部と、を有し、かつ前記第１保護部は、前記基板の表面の法線方向に座標軸を取り、前記裏面から前記表面へ向かう方向を正方向とした場合、前記第１保護部の高さの最大値は、前記光学部の高さの最大値より大きいことを特徴とする光装置。
【請求項１０】
前記光学部がレンズとして機能することを特徴とする請求項９に記載の光装置。
【請求項１１】
前記光学部を覆うように形成された、光透過性を有し、かつ前記光学部よりも光屈折率が小さい第２保護部を有することを特徴とする請求項９または１０のいずれか一項に記載の光装置。
【請求項１２】
請求項９の光装置を製造する方法であって、
前記基板の前記表面上に、前記基板の表面側に光透過面を備えた前記光素子部を形成する工程と、
前記光素子部の前記光透過面を取り囲むよう配置された、第１保護部を形成する工程と、
前記光素子部の少なくとも一部が前記光透過面上にあるように液状の前記光学部前駆体を形成する工程と、
前記光学部前駆体にエネルギーを付加することで硬化させて、前記第１保護部よりも低い高さで、かつ前記第１保護部の側壁と接触しない位置にある前記光学部を形成する工程、とを行なうことを特徴とする光装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光装置の製造方法において、前記光学部を形成する工程を終えた後、前記光学部を覆うように形成された、光透過性を有し、かつ前記光学部よりも光屈折率が小さい第２保護部を形成する工程を更に有することを特徴とする光装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜６、または９〜１１のいずれか一項に記載の光装置を含む、光伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部を保護する保護部を有する光装置、光装置の製造方法、および光伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザや、フォトダイオードに代表される光素子は、光通信などの用途に対してその活用が期待されている。これらの用途においては、場合により光の入出射角などの光学特性を制御する必要があり、例えば光素子にマイクロレンズ等の光学部を付与することで、光学特性を制御することが行なわれている。
【０００３】
特許文献１では、光素子として、基板裏側に光の出力面を備えている面発光型半導体レーザを用い、面発光型半導体レーザから基板裏側に発せられた、レーザ光の光路となる、光の出力面から基板裏面端に向かって、テーパ状に広がっていくよう面発光型半導体レーザの基板裏面形状を加工し、このテーパ状の斜面に形成されるマイクロレンズを有する構造が示されている。
また、特許文献２では、基板裏側に光の出力面を備えた面発光型半導体レーザを用い、面発光型半導体レーザから発せられたレーザ光の光路となる基板裏面をまずエッチングし、このエッチングにより裏面側に形成された凹状部を有する基板の側壁をバンクとして用い、この凹状部を有する基板に形成されるマイクロレンズを有する構造が示されている。
【０００４】
また、特許文献３では、半導体基板にエピタキシャル成長工程と、メルトバック工程とを組み合わせて、基板と格子整合された、半球状のマイクロレンズを基板側に形成する手法が示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３５３５６４号公報（第６〜８頁、図１）
【０００６】
【特許文献２】特開２００３−２５８３８０号公報（第１７〜１８頁、図１５）
【特許文献３】米国特許５，８９８，１９１号公報（第２〜４ページ、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１にあるように、裏側に凹状部を有する基板に形成される側壁をテーパ状の斜め形状になるように加工し、マイクロレンズを形成する手法を用いて得られたマイクロレンズは、マイクロレンズが大きな曲率半径を有する場合には制御性良く形成されるが、マイクロレンズに小さな曲率半径を付与することは困難であり、該マイクロレンズを有する構造では、レーザ光の発散を抑えるに足る小さな曲率半径を有する光装置を得ることが困難であるという問題点がある。
【０００８】
また、特許文献２にあるように凹部の側壁をバンクとして用いる構造では、基板面よりも高い位置にマイクロレンズが作られるため、光装置が複数形成された基板を、へき開処理で個別の光装置に分離する場合に用いられる粘着性を有する保護シートにマイクロレンズが付着し、保護シートを剥離する工程でマイクロレンズが剥がれてしまうという問題点がある。
【０００９】
また、特許文献３にあるように、エピタキシャル成長工程と、メルトバック工程を行ない、マイクロレンズを形成する手法では、半球状のレンズの曲率半径以下の曲率半径を有するマイクロレンズを作ることは困難であるという問題点がある。
【００１０】
また、これらの技術を組み合わせてみても、特に基板裏側に光の出力面を備えた面発光型半導体レーザを用い、光の出力面として基板裏面に形成された凹部に曲率半径の小さなマイクロレンズを形成することは困難であり、そのため、例えば光ファイバとの光学的結合を行なう場合、集光効率の低さにより光結合効率が低くなるという問題点は解決されない。
【００１１】
そこで本発明は、曲率半径の小さなマイクロレンズなどの光学部を容易に形成することができ、かつへき開処理で個別の光装置に分離する場合に用いられる粘着性を有する保護シートによるマイクロレンズなどの光学部の剥がれが防止される光装置、光装置の製造方法、および光伝達装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明の光装置は、光素子を形成するための基板と、前記基板の表面側に形成され、前記基板の裏面側で、前記光素子と対向する位置に光透過面を備えた光素子部と、前記光素子部の前記光透過面を取り囲む底部を有するように、前記裏面に凹状部を有する前記基板と、前記凹状部を有する前記基板の前記凹部の深さに応ずる高さを有するように作られた第１保護部と、前記凹状部を有する前記基板上に配置した液状の光学部前駆体に、エネルギーを付加することで硬化させて得られた、少なくとも一部が前記光透過面上にあり、かつ前記凹状部を有する前記基板の側壁と接触しない位置にある光学部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、裏面側に形成された凹状部側壁に液状の光学部前駆体が馴染むことで生じる、光学部の曲率半径が大きくなってしまう現象を回避し、光素子部から照射される光を集光するに足る小さな曲率半径を有する光学部を提供することができる。
【００１４】
また、上記した本発明の光装置は、前記基板の表面の法線方向に座標軸を取り、前記表面から前記裏面へ向かう方向を正方向とした場合、前記第１保護部の前記基板面と垂直方向の高さの最大値は、前記光学部の高さの最大値よりも大きいことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１保護部の最大高さが光学部の最大高さよりも大きくしているため、例えばへき開処理で個別の光装置に分離する場合に用いられる、粘着性を有する保護シートが貼り付けられても、光学部よりも高さの高い位置にある第１保護部の存在により、保護シートは光学部とは離れた状態で貼り付けられることで、保護シートを剥す場合に光学部が一緒に剥されることが防げる。
【００１６】
また、上記した本発明の光装置は、前記光学部がレンズとして機能することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、基板裏面側に形成された凹状部の側壁部に触れずにレンズが形成されるため、半球よりも球に近い形状を持つレンズなども形成することができる。
【００１８】
また、上記した本発明の光装置は、前記光学部を覆うように形成された、光透過性を有し、かつ前記光学部よりも光屈折率が小さい第２保護部を有することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、球に近い形状を持ち、基板との接触面積が小さい光学部を形成した場合でも、第２保護部の存在により高い機械的強度を備えることができる。
【００２０】
また、上記した本発明の光装置は、前記光学部の曲率半径は、前記底部の最小幅の半分以下であることを特徴とする。
この構成によれば、光の広がり幅をより狭く制御できる。
【００２１】
また、上記した本発明の光装置は、前記凹状部を有する前記基板の凹状部底面に形成された、第２凹状部を有する前記基板を用いることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、より曲率半径の小さいレンズを制御性良く形成することができる。
【００２３】
また、上記した本発明の光装置の製造方法は、光装置を製造する方法であって、
前記基板の前記表面側に位置し、前記基板裏面側に光透過面を備えた前記光素子部を形成する工程と、前記光素子部を取り囲む絶縁部を形成する工程と、
前記基板の前記裏面側を、前記光素子部の前記光透過面を取り囲む底部を有するように凹状に加工する工程と、少なくとも一部が前記光透過面上にあり、かつ凹状に加工された基板の側壁と接触しない位置にある光学部を、液状の光学部前駆体にエネルギーを付加することで硬化させて形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
この製造方法によれば、基板裏面側に光の出力面あるいは入力面を備えた本発明の光装置を簡便な工程で製造することができる。
【００２５】
また、上記した本発明の光装置の製造方法は、前記製造工程を終えた後、前記光学部を覆うように、第２保護部前駆体を形成する工程と、前記第２保護部前駆体にエネルギーを付加することで硬化させて光透過性を有し、かつ前記光学部よりも光屈折率が小さい第２保護部を形成する工程と、を行なうことを特徴とする。
【００２６】
この製造方法によれば、球に近い形状を持ち、基板との接触面積が小さい光学部を有する場合でも、基板との接触面積の大きい第２保護部により保護される構造を簡便な工程で製造することができる。
【００２７】
また、上記した本発明の光装置は、基板の表面上に位置し、前記基板の表面側に光透過面を備えた光素子部と、前記光素子部の光透過面を取り囲むよう配置された第１保護部と、前記光素子部上に、液状の光学部前駆体にエネルギーを付加することで硬化させて得られた、少なくとも一部が前記光透過面上にあり、かつ前記凹状部を有する基板の側壁と接触しない位置にある光学部と、を有し、かつ前記第１保護部は、前記基板の表面の法線方向に座標軸を取り、前記裏面から前記表面へ向かう方向を正方向とした場合、前記第１保護部の高さの最大値は、前記光学部の高さの最大値より大きいことを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、第１保護部の最大高さが光学部の最大高さよりも大きくなるため、例えばへき開処理で個別の光装置に分離する場合に用いられる、粘着性を有する保護シートが貼り付けられても、光学部よりも高さの高い第１保護部の存在により、保護シートは光学部とは離れた状態で貼り付けられる。このため、保護シートを剥す場合に光学部が一緒に剥されることを防げる。
【００２９】
また、上記した本発明の光装置は、前記光学部がレンズとして機能することを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、基板表面側に形成された第１保護部の側壁部に触れずレンズを形成するため、半球よりも球に近い形状を持つレンズを形成することができる。
【００３１】
また、上記した本発明の光装置は、前記光学部を覆うように形成された、光透過性を有し、かつ前記光学部よりも光屈折率が小さい第２保護部を有することを特徴とする。
【００３２】
この構成によれば、球に近い形状を持ち、基板との接触面積が小さい光学部を形成した場合でも、第２保護部の存在により高い機械的強度を備えることができる。
【００３３】
また、上記した本発明の光装置の製造方法は、光装置を製造する方法であって、前記基板の前記表面上に位置し、前記基板の表面側にある光透過面を備えた前記光素子部を形成する工程と、前記光素子部の光透過面と前記光学部とを接触させず、かつ取り囲むよう配置された、前記光学部よりも高い前記第１保護部を形成する工程と、前記光素子部上に、前記第１保護部の側壁と接触させず、かつ取り囲まれるように液状の前記光学部前駆体を形成する工程と、前記光学部前駆体にエネルギーを付加することで硬化させて前記光学部を形成する工程、とを行なうことを特徴とする。
【００３４】
この製造方法によれば、基板表面側に光の透過面と、レンズなどからなる光学部と、光学部を保護する保護部とを備えた本発明の光装置を簡便な工程で製造することができる。
【００３５】
また、上記した本発明の光装置の製造方法は、光装置を製造する方法であって、前記光学部を形成する工程を終えた後、前記光学部を覆うように形成された、光透過性を有し、かつ前記光学部よりも光屈折率が小さい第２保護部を形成する工程を更に有することを特徴とする。
【００３６】
この構成によれば、球に近い形状を持ち、基板との接触面積が小さい光学部を形成した場合でも、より高い機械的強度を備えることができる。
【００３７】
また、上記した本発明の光装置を備えた光伝達装置は、光装置が高度に集光された光を出射するため、高効率で光ファイバと光学的に結合させることが可能となり、低消費電力で、雑音の少ない光伝達装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態の説明に用いた各図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００３９】
＜実施形態１＞
１．裏面から光を出射する光装置
１−１．面発光型半導体レーザの構造
図１は、本発明を適用した実施形態１に係る光装置を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す光装置を模式的に示す底面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ´線における位置で切った断面図である。
【００４０】
図１に示すように、垂直共振器を有する面発光型半導体レーザ１０９を用いた光装置１００が、基板１０１上に設けられている。
【００４１】
面発光型半導体レーザ１０９は、例えば、ｎ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの半導体多層膜からなる分布ブラッグ反射型ミラー（ＤＢＲ）である第１ミラー１０２と、ＧａＡｓウェル層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層からなり、ウェル層が３層で構成される量子井戸構造を含む活性層１０３と、ｐ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの半導体多層膜からなる分布ブラッグ反射型ミラー（ＤＢＲ）である第２ミラー１０４と、が順次積層されて構成されている。この面発光型半導体レーザ１０９の光の出力面は、第１ミラー１０２の下面であり、面発光型半導体レーザ１０９が形成された面（表面）と反対側の基板１０１の面（裏面）方向に光を出射する面となる光透過面１１６が形成される。
【００４２】
なお、第２ミラー１０４の最上層を、Ａｌ組成の小さい方、即ちｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層となるように構成しても良い。また、第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４を構成する各層の組成および層数はこれに限定されるわけではない。
【００４３】
第１ミラー１０２は、例えばケイ素（Ｓｉ）などがドーピングされることによりｎ型にされ、第２ミラー１０４は、例えば炭素（Ｃ）などがドーピングされることによりｐ型にされている。従って、ｐ型の第２ミラー１０４、不純物がドーピングされていない活性層１０３、およびｎ型の第１ミラー１０２により、ｐｉｎダイオードが形成され、ｉ両域の活性層１０３には、ｐ型の第２ミラー１０４からはホールが、ｎ型の第１ミラー１０２からは電子が注入され、ｉ型の活性層１０３の内部では、ホールと電子の発光性再結合が生じる。この発光領域にミラーによる光共振がかかることで面発光型半導体レーザ１０９はレーザ発振を行なう。
【００４４】
また、面発光型半導体レーザ１０９のうち、第２ミラー１０４から第１ミラー１０２の途中にかけての部分が、第２ミラー１０４の上面からみて円筒形の形状にエッチングされて柱状部１０８が形成されている。なお、本実施形態では、柱状部１０８の平面形状を円形としたが、この形状は任意の形状をとることができる。
【００４５】
さらに、第２ミラー１０４を構成する層のうち活性層１０３に近い領域に、ＡｌＡｓ層あるいはＡｌ組成が０．９５以上のＡｌＧａＡｓ層を側壁から酸化することにより得られた酸化狭窄層１０５が形成されている。酸化狭窄層１０５は、リング状に形成されている。即ち、酸化狭窄層１０５の断面形状は、柱状部１０８の平面形状の円形と同心のリング状を成している。また、酸化狭窄層１０５のリング中央部には、酸化狭窄層１０５により狭窄された電流が流れ込み、レーザ発光を行なう領域として発光部１１４が形成される。
【００４６】
また、基板１０１の裏面には、第１凹状部１１１を取り囲むよう第１電極１０６が設けられている。また、面発光型半導体レーザ１０９の上部及び絶縁部１１０の上部には第２電極１０７が設けられている。この第１電極１０６および第２電極１０７は、面発光型半導体レーザ１０９を駆動するために使用される。
【００４７】
第１電極１０６は、例えば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の合金と、金（Ａｕ）との積層膜からなる。また、第２電極１０７は、例えば白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）および金（Ａｕ）の積層膜からなる。第１電極１０６と第２電極１０７とによって活性層１０３に電流が注入される。なお、第１電極１０６および第２電極１０７を形成するための材料は、前述したものに限定されるわけではなく、例えば金（Ａｕ）と亜鉛（Ｚｎ）との合金などが利用可能である。
【００４８】
この光装置１００の製造工程において、第１電極１０６および第２電極１０７を形成する際には一般的に、約４００℃でアニール処理を行なう（後述する製造プロセスを参照）必要がある。したがって、樹脂を用いて絶縁部１１０を形成する場合、このアニール処理工程に耐え得るためには、絶縁部１１０を構成する樹脂は耐熱性に優れたものであることが必要とされる。この要求を満たすためには、絶縁部１１０を構成する樹脂がポリイミド樹脂、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、またはエポキシ樹脂等であることが望ましく、特に、加工の容易性や絶縁性の観点から、ポリイミド樹脂またはフッ素系樹脂であるのが望ましい。この場合、絶縁部１１０は、熱または光等のエネルギー照射により硬化または化学反応によって樹脂前駆体を硬化させることにより形成される。あるいは、絶縁部１１０は、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層等の絶縁性の高い材質であってもよい。
【００４９】
１−２．基板裏面の構造
基板裏面には、例えば直径５０μｍ、深さ５０μｍ程度の寸法で、第１凹状部１１１が形成されている。第１凹状部１１１は、発光部１１４と同心となるよう配置されている。第１凹状部１１１の周辺は、第１保護部１１５としての機能を有している。
【００５０】
また、第１凹状部１１１の底面部分には、発光部１１４と同心に、バンクを形成するための円状の第２凹状部１１２が形成されている。第２凹状部１１２は円形をなしており、直径は例えば１５μｍ程度である。第２凹状部１１２には、第２凹状部１１２の周辺をバンクとして、光学部としての凸レンズ１１３を形成している。なお、本実施形態では、第２凹状部１１２の平面形状を円形としたが、この形状は例えば楕円など、任意の形状をとることができる。また、第１凹状部１１１の側壁と凸レンズ１１３とは接触しないよう配置されている。
【００５１】
なお、本実施形態では、第２凹状部１１２は、発光部１１４と同心に形成しているが、これは必ずしも同心に配置する必要はない。例えば、第２凹状部１１２の底面（凸レンズ１１３と基板１０１との界面）からの反射戻り光により、面発光型半導体レーザ１０９の動作が不安定になるおそれがあるときには、発光部１１４と第２凹状部１１２が同心に配置されないようずらすことで反射戻り光を抑え、面発光型半導体レーザ１０９の動作を安定化させることができる。
【００５２】
また、光学部としての凸レンズ１１３は、光の発散を効果的に抑え、平行性の高い光束を形成することができ、面発光型半導体レーザ１０９からのレーザ光を、例えば、光ファイバなどと高い効率で光学的に結合させることができる。
【００５３】
また、凸レンズ１１３として、第２凹状部１１２領域に半球状の凸レンズを形成した場合、凸レンズ１１３の直径は第２凹状部の直径と略等しくなり、凸レンズ１１３の高さは約７．５μｍとなる。また、第２凹状部１１２で球状の凸レンズ１１３を形成した場合、凸レンズ１１３の高さは約１５μｍとなる。
【００５４】
図２６は、凸レンズと粘着シートとの位置関係を示した断面図である。凸レンズ１１３の高さが約１５μｍであり、第１凹状部１１１の高さが５０μｍであることから、例えばへき開処理で個別の光装置に分離する場合に用いられる、粘着性を有する保護シート２６０１が貼り付けられても、同図に示すように、凸レンズ１１３よりも高さの高い位置にある第１保護部１１５に守られ、粘着性を有する保護シート２６０１と凸レンズ１１３とは接触せず、保護シートを剥す場合に光学部が一緒に剥される現象が防げる。
【００５５】
１−３．光学部の構造
本実施形態では、図１に示したように、光学部の作成に、バンク構造を用いて凸レンズ１１３を得ている。また、バンク内周の形状は円形である。光学部として凸レンズ１１３を用いる場合、他の手段を用いて凸レンズ１１３を作成する技術を用いても良い。例えば第２凹状部１１２の形成に換えて、撥液性に分布を与えて、凸レンズ１１３を支持する部分のみを親液性にし、凸レンズ１１３を支持する領域以外を撥液性にすることで、表面張力を利用した、より曲率半径の小さい凸レンズ構造を得ることが可能である。さらに、親液性を与えた領域の高さを周辺より高くすることで、表面張力を利用した、さらに曲率半径の小さい凸レンズ構造を得ることも可能である。
【００５６】
また、バンク構造を円形ではなく、楕円あるいは長方形にした光学部を設けることで、例えば偏光面を一定の方向に制御する偏光素子を備えた光装置を得ることも可能である。
【００５７】
また、屈折率が１．８と高い材質であるポリイミド系の樹脂で表面張力を利用して曲率半径の小さい凸レンズ１１３を形成し、屈折率が１．４と低い材質である光透過性を有する酢酸ビニル系の樹脂で、曲率半径を凸レンズ１１３よりも大きく形成した、第２保護部を形成することも可能である。図１４は第２保護部を形成した後の断面図である。図１４に示したように、第２保護部１４０１が形成されることで、凸レンズ１１３はより強固に保護され、機械的破壊強度が向上する。
【００５８】
この方法を用いる場合、凸レンズ１１３には例えば屈折率が１．８のポリイミド系の材料を用い、第２保護部１４０１には例えば屈折率が１．４の酢酸ビニル系の材料を用いることで、集光性の高い凸レンズ１１３で、かつ高い剥がれ強度を持つよう形成することが可能となる。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、光装置１００が面発光型半導体レーザである場合を例にとり説明したが、本発明が適用できる光素子は面発光型半導体レーザに限定されるわけではなく、他の光素子、例えば、半導体発光ダイオード、有機ＬＥＤ、フォトダイオード、フォトトランジスタに対してにも発明を適用することができる。また、光素子として、受光素子であり光透過面を備えたフォトダイオード、フォトトランジスタ、アバランシェフォトダイオードにも発明を適用することができる。また、これらの発光素子と受光素子を組み合わせたもの、例えば面発光型半導体レーザ素子上に受光素子としてのフォトダイオードを一体化して形成したものなどに対しても本発明を適用することが可能である。
【００６０】
１−４．光装置の製造工程
図１及び図２に示す光装置の製造工程について、図３〜図１３を参照して説明する。図３から図１３はそれぞれ図１〜図２に示す光装置１００の一製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【００６１】
（１）基板の表面側に位置し、基板側に光の出力面を備えた、光素子として面発光型半導体レーザ１０９を用いた場合の製造工程（図３〜図６参照）
【００６２】
まず、図３に示すように、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１０１の表面に、組成を変調させながらエピタキシャル成長させ、多層構造を形成する。膜の構成は基板側から順に、ｎ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの第１ミラー１０２と、ＧａＡｓウエル層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される量子井戸構造を含む活性層１０３と、ｐ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの第２ミラー１０４と、からなる。これらの層を順に基板１０１上に積層させて、半導体膜の多層構造を形成する工程を行なう。
【００６３】
なお、第２ミラー１０４を成長させる際に、活性層１０３近傍の少なくとも１層がＡｌＡｓ層またはＡｌ組成が０．９５以上のＡｌＧａＡｓ層に形成される。この層は後に酸化され、酸化狭窄層１０５となる（図５参照）。また、後の工程において第２電極１０７が形成された際に、第２ミラー１０４のうち少なくとも第２電極１０７と接する部分の近傍は、キャリア密度を高くすることにより、第２電極１０７とのオーム性接触をとりやすくしておくのが望ましい。
【００６４】
また、エピタキシャル成長を行なう際の温度は、成長方法や原料、基板１０１の種類、第１ミラー１０２、活性層１０３、第２ミラー１０４の組成、およびキャリア密度によって適宜決定されるが、一般に、４５０℃〜８００℃であるのが好ましい。また、エピタキシャル成長を行なう際の所要時間も、温度と同様に適宜決定される。また、エピタキシャル成長させる方法としては、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法や、ＭＢＥ法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、あるいはＬＰＥ法（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）を用いることができる。
【００６５】
次に、図４に示すように、柱状部を形成するためのレジスト部を形成する工程を行なう。具体的には、まず、第２ミラー１０４上にフォトレジスト（図示せず）を塗布した後、フォトリソグラフィ法により該フォトレジストをパターニングすることにより、所定のパターンのレジスト部４０１を形成する。
【００６６】
次に、図５に示すように、レジスト部４０１をマスクとして、例えばドライエッチング法により、第２ミラー１０４、活性層１０３、および第１ミラー１０２の一部をエッチングした後、レジスト部４０１を除去する工程を行なう。この工程により柱状部１０８が形成される。
【００６７】
次に、図６に示すように、例えば４００℃程度の水蒸気雰囲気中に、上記工程によって柱状部１０８が形成された基板１０１を投入し、前述の第２ミラー１０４中のＡｌ組成が高い層を側面から酸化して、酸化狭窄層１０５を形成する工程を行なう。
【００６８】
酸化レートは、炉の温度、水蒸気の供給量、酸化すべき層（前記Ａｌ組成が高い層）のＡｌ組成および膜厚に依存する。酸化により形成される酸化狭窄層を備えた面発光型半導体レーザでは、駆動する際に、酸化狭窄層が形成されていない部分（酸化されていない部分）のみに電流が流れる。したがって、酸化によって酸化狭窄層を形成する工程を行なうことで酸化狭窄層１０５の範囲を制御することにより、電流密度の制御が可能となる。
【００６９】
（２）素子部側の平坦化を行なうための絶縁部を形成する工程（図７〜図９参照）
まず、図７に示すように、基板１０１上にある面発光型半導体レーザ１０９の表側の面を絶縁部１１０で覆う工程を行なう。なお、ここでは、絶縁部１１０を形成するための材料として、ポリイミド樹脂を用いた場合について説明する。
【００７０】
例えばスピンコート法を用いて、柱状部１０８を覆うようにポリイミド樹脂前駆体（図示せず）を塗布した後、イミド化させて、絶縁部１１０を形成する工程を行なう。前記樹脂前駆体の塗布方法としては、前述したスピンコート法のほか、ディッピング法、スプレーコート法、液滴吐出法等の公知技術を利用することができる。次に、絶縁部１１０上にフォトレジスト（図示せず）を塗布した後、フォトリソグラフィ法により該フォトレジストを柱状部１０８上部分を抜くようにパターニングされたレジスト部７０１を形成する工程を行なう。
【００７１】
次に、レジスト部７０１をマスクとして、例えばドライエッチング法により絶縁部１１０をエッチングする。その後、レジスト部７０１を除去する工程を行なう。この工程により、図８に示す面発光型半導体レーザ１０９が形成される。
【００７２】
次に、図９に示すように、第１電極１０６、第２電極１０７とを形成する。
【００７３】
電極形成に先駆け、へき開により、各チップごとに分離しやすくなるよう基板１０１の裏面を研磨し、基板１０１の残り厚さを例えば１００μｍ程度に薄膜化する工程を行なう。
【００７４】
次に、第２電極１０７の形成工程を行なう。第２電極１０７の形成方法は、例えば真空蒸着法により、例えばｐ型ＡｌＧａＡｓと良好なオーム性接合が得られるＡｕとＺｎの合金とＡｕの積層膜（図示せず）を蒸着する方法が用いられる。
【００７５】
次に、リフトオフ法により、所定の位置以外のＡｕとＺｎの合金とＡｕの積層膜を除去することにより、絶縁部１１０上及び第２ミラー層上に第２電極１０７が形成される。なお、前記工程において、リフトオフ法のかわりにドライエッチング法を用いることもできる。
【００７６】
次に、基板裏面となる第１電極１０６の形成工程を行なう。第１電極の形成方法は、例えば真空蒸着法により、例えばｎ型ＧａＡｓと良好なオーム性接合が得られるＡｕとＧｅの合金とＡｕの積層膜（図示せず）を形成する。次いで、リフトオフ法により、所定の位置以外の積層膜を除去することにより、基板１０１上に第１電極１０６が形成される。なお、前記工程において、リフトオフ法のかわりにドライエッチング法を用いることもできる。
【００７７】
ここで、第１電極１０６のパターンは、後述する第１凹状部に比べ大きい径を持って形成されている。そのため、フォトレジストを露光する際に位置ずれなどが発生しても、第１電極１０６は後述する第１凹状部と重なることがなく、基板１０１のエッチング処理は第１電極１０６の介在により影響を受けることがない。
【００７８】
次に、アニール処理する。アニール処理の温度は電極材料に依存する。本実施形態で用いる電極材料の場合は、通常４００℃前後で行なう。以上の工程により、図９に示す第１電極１０６、第２電極１０７が形成される。
【００７９】
（３）基板裏面側の第１凹状部形成（図１０参照）
まず、図１０に示される、第１凹状部１１１を形成する工程について説明する。
【００８０】
基板１０１の裏面に公知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いて、第１凹状部１１１を形成する。第１凹状部１１１の側壁部は、第１凹状部１１１の略中心に形成される凸レンズ１１３を保護する第１保護部１１５として機能する。
【００８１】
なお、本実施形態では、第１凹状部１１１は、面発光型半導体レーザ１０９と同心で円柱状に形成されており、第１凹状部１１１の直径は例えば５０μｍである。また、第１凹状部１１１と、基板１０１との段差は例えば５０μｍであるが、位置や寸法についてはこの値に限定されるものではない。
【００８２】
（４）第１凹状部の内側に光学部となる凸レンズの形成（図１１〜図１３参照）
次に、図１１に示される、第２凹状部を形成する工程について説明する。
【００８３】
基板１０１の裏面基板１０１の裏面に公知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いて、第２凹状部１１２を形成する。
【００８４】
なお、本実施形態では、第２凹状部１１２は、面発光型半導体レーザ１０９と同心で円柱状に形成されており、第２凹状部１１２の直径は例えば１５μｍである。また、第２凹状部１１２と、第１凹状部１１１との段差は例えば１．５μｍであるが、位置や寸法についてはこの値に限定されるものではない。
【００８５】
次に、図１２に示される、光学部としての凸レンズ１１３を形成する工程について説明する。
【００８６】
図１２は、第２凹状部１１２に液状の光学部前駆体１２０１を吐出する工程を示す模式断面図であり、インクジェットヘッド１２０２のノズル１２０３から第２凹状部１１２に対して光学部前駆体１２０１を吐出する工程が示されている。光学部前駆体１２０１は、エネルギーを付加することによって硬化可能な性質を有している。
【００８７】
液状の光学部前駆体１２０１を吐出する方法としては、例えば、ディスペンサ法または液滴吐出法が挙げられる。ディスペンサ法は、液滴を吐出する方法として一般的な方法であり、比較的広い領域に液滴を吐出する場合に有効である。また、液滴吐出法は、インクジェットヘッドを用いて液滴を吐出する方法であり、液滴を吐出する位置についてμｍオーダーの単位で制御が可能である。また、吐出する液滴の量を、ピコリットルオーダーの単位で制御することができる。これにより、本工程において液滴吐出法を用いて液状の光学部前駆体１２０１を吐出することで、曲率半径の小さい凸レンズ１１３を作製することができる。
【００８８】
なお、液状の光学部前駆体１２０１を吐出する前に、必要に応じて、第１凹状部１１１や第２凹状部１１２の底面および側壁に親液性処理または撥液性処理を行なうことにより、液状の光学部前駆体１２０１に対する濡れ性を制御することができる。これにより、所定の形状および大きさを有する凸レンズ１１３を形成することができる。
【００８９】
次いで、図１３に示すように、光学部前駆体１２０１を硬化させて、凸レンズ１１３を形成する。具体的には、光学部前駆体１２０１に対して、熱または光等のエネルギーを付与する。光学部前駆体１２０１を硬化する際は、前記液体材料の種類により適切な方法を用いる。例えば、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。具体的な例としては光学部前駆体１２０１にエポキシ系の樹脂を用い、エネルギーの付加として紫外線照射を行なう方法を用いることができる。
【００９０】
また、凸レンズ１１３の高さを第１凹状部１１１の凸凹部の段差以下に抑えることが望ましい。第１凹状部１１１の段差以下に抑えることで、例えばへき開を行なう場合に、図２６に示すように光装置を保護するための保護シート２６０１が凸レンズ１１３と触れることなくへき開が行なえるため、凸レンズ１１３が保護シート２６０１と共に剥がれてしまう不良を未然に防ぐことができる。
【００９１】
以上の工程を行なうことで、光装置１００が得られる。
【００９２】
＜変形例１＞
以上の工程により、凸レンズ１１３が保護シート２６０１と共に剥がれてしまう不良を未然に防ぐことができるようになったが、想定外の力が加わった場合、凸レンズ１１３と基板１０１との接点の面積は小さく、そのため剥がれ強度が所望の値より小さい場合がある。このような問題に対して、凸レンズ１１３の剥がれ強度を本質的に増加させることが有効である。
【００９３】
そこで図１４に示すように、屈折率が凸レンズ１１３よりも小さい材質を用いて第２保護部１４０１を形成し、凸レンズ１１３を囲う方法を用いることで基板１０１との接着面積を大きくし、剥がれ強度を増加させる方法を用いることが場合により有効である。
【００９４】
この方法を用いる場合、凸レンズ１１３には例えば屈折率が１．８のポリイミド系の材料を用い、第２保護部１４０１には例えば屈折率が１．４の酢酸ビニル系の材料を塗布し硬化させることで、集光性の高い凸レンズ１１３を有し、かつ高い剥がれ強度を持つよう形成することができる。さらに、第２保護部１４０１の高さは、第１凹状部１１１の凸凹部の段差以下に抑えることが望ましい。第１凹状部１１１の段差以下に抑えることで、機械的衝撃の大部分は、第１保護部１１５で防がれるため、凸レンズ１１３が壊れにくくなる。
【００９５】
ここで、本実施形態にかかる効果を説明する。
（１）基板１０１の裏面側に形成された第１凹状部１１１の側壁形状などに依存せず凸レンズ１１３を形成したため、第１凹状部１１１の底部を凸レンズ１１３形成のための所望の条件、例えば撥液処理や親液処理などの表面処理、あるいは第１凹状部１１１の底部に所望の形状、例えば第１凹状部１１１の底部をさらにバンク状にするなど、光学部形成のための多様な条件を適用させることができる。
また、基板１０１の裏面側に形成された凹状部側壁に液状の光学部前駆体が馴染むことで光学部の曲率半径が大きくなってしまう現象を回避し、光素子部から照射される光を集光するに足る小さな曲率半径を有する光学部を提供することができる。
【００９６】
（２）第２凹状部１１２と発光部１１４を同心とならぬ様配置することで、戻り光による発振状態の不安定化を防止できる。
【００９７】
（３）裏面の第１凹状部１１１上にマイクロレンズを半球状に盛り上げた凸レンズと比べ、第１凹状部１１１よりも半径が小さい第２凹状部１１２上に形成した半球上の凸レンズは曲率半径を小さくすることができるため、より集光性の高い凸レンズを形成することができる。
【００９８】
（４）第１保護部１１５の基板１０１の表面に対して垂直に座標軸を取り、基板１０１の表面から裏面に向かう方向を正として、高さの最大値を、凸レンズ１１３の高さの最大値よりも大きくしたため、例えばへき開処理で個別の光装置に分離する場合に用いられる、粘着性を有する保護シートが貼り付けられても、凸レンズ１１３よりも高い位置にある第１保護部１１５により、粘着性を有する保護シートと光学部は離れた状態で貼り付けられるため、保護シートを剥す場合に凸レンズ１１３が一緒に剥されることが防げる。
【００９９】
（５）凸レンズ１１３を覆うように第２保護部１４０１を形成することで、球に近い形状を持ち、基板との接触面積が小さい光学部としての凸レンズ１１３を形成した場合でも、より高い機械的強度を備えることができる。
【０１００】
（６）第２保護部１４０１に屈折率の小さい材質を用い、凸レンズ１１３に屈折率の大きい材質を用いることで、剥離強度に優れかつ、集光能力の高い光学系を形成することができる。
【０１０１】
（７）本実施形態の１−４．に記載した（１）〜（４）の工程を用いることで、基板裏面側に光の出力面あるいは入力面を備えた本発明の光装置を簡便な工程で製造することができる。
【０１０２】
＜実施形態２＞
２．表面から光を出射する光装置
２−１．面発光半導体レーザの構造
図１５は、本発明を適用した実施形態２に係る光装置を模式的に示す断面図である。図１６は、図１５に示す光装置を模式的に示す平面図である。なお、図１５は、図１６のＢ−Ｂ´における断面を示す図である。
【０１０３】
なお、実施形態１で説明した光装置と構造上異なる部分は、光素子として第１ミラー１０２の層数を４０ペア、第２ミラーの総数を２５ペアとして、面発光型半導体レーザ１０９の光透過面１１６が表面にある点、ならびに第１保護部１１５が、基板１０１の表面にある点である。本実施形態の光装置１５００において、光装置１００と同様の機能を果たす構成要素については、実施形態１の各構成要素と同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。
【０１０４】
図１５に示されている光装置１５００は、面発光型半導体レーザ１０９の光透過面１１６上に凸レンズ１１３が形成されている。
【０１０５】
また、凸レンズ１１３の周辺にある絶縁部１１０は、面発光型半導体レーザ１０９の光透過面１１６より盛り上げて形成され、バンクを形成している。バンクは、面発光型半導体レーザ１０９の発光部１１４と同心で形成されており、その内径は、直径１５μｍである。また、凸レンズ１１３の最大高さは７．５μｍで形成されている。
【０１０６】
また、第２電極１０７は、バンクの内側にも形成されており、面発光型半導体レーザ１０９の第２ミラー１０４を介して面発光型半導体レーザ１０９に電流を供給している。
【０１０７】
また、第１保護部１１５は例えばポリイミド系の材料を用い、凸レンズ１１３を取り囲むよう、かつ凸レンズ１１３と接触することなく形成されている。この構成を用いることで、例えばへき開処理で個別の光装置に分離する場合に用いられる、粘着性を有する保護シートが貼り付けられても、凸レンズ１１３よりも高い位置にある第１保護部１１５により、保護シートと凸レンズ１１３は離れた状態で貼り付けられるため、保護シートを剥す場合に凸レンズ１１３が一緒に剥されることを防ぐことができる。
【０１０８】
なお、本実施の形態においては、光装置１００が面発光型半導体レーザである場合を例にとり説明したが、本発明が適用できる光素子は面発光型半導体レーザに限定されるわけではなく、他の光素子、例えば、半導体発光ダイオード、有機ＬＥＤ、フォトダイオード、フォトトランジスタに対してにも発明を適用することができる。また、光素子として、受光素子であり光透過面を備えたフォトダイオード、フォトトランジスタ、アバランシェフォトダイオードにも発明を適用することができる。また、これらの発光素子と受光素子を組み合わせたもの、例えば面発光型半導体レーザ素子上に受光素子であるフォトダイオードを一体化して形成したものなどに対しても本発明を適用することが可能である。
【０１０９】
２−２．光装置の製造方法
以下、本実施形態における光装置の製造方法について図面を用いて説明する。ただし、実施形態１−４．で示した製造方法と重複する部分については、その説明を省略する。まず、（１）基板の表面側に位置し、基板側に光の出力面を備えた、光素子として面発光型半導体レーザ１０９を用いた場合の製造工程まではほぼ同一なため省略し、（２）素子部側の平坦化を行なうための絶縁部を形成する工程から説明を行なう。
【０１１０】
図１７は、本実施形態における光装置１５００の製造工程を説明するための工程断面図である。基板１０１上に第１ミラー１０２、活性層１０３、第２ミラー１０４をエピタキシャル成長させた後、エッチングによって柱状部１０８を形成し、酸化処理により酸化狭窄層１０５を形成したものである。ここまでの工程により、面発光型半導体レーザ１０９が形成される。
【０１１１】
次に、図１７に示すように、基板１０１上にある面発光型半導体レーザ１０９が存在する基板１０１の表側の面を絶縁部１１０で覆う工程を行なう。なお、ここでは、絶縁部１１０を形成するための材料として、ポリイミド樹脂を用いた場合について説明する。
【０１１２】
例えばスピンコート法を用いて、柱状部１０８を覆うように、さらに面発光型半導体レーザ１０９よりも厚くポリイミド樹脂前駆体を塗布した後（図示せず）、イミド化させて、絶縁部１１０を形成する工程を行なう。前記樹脂前駆体の塗布方法としては、前述したスピンコート法のほか、ディッピング法、スプレーコート法、液滴吐出法等の公知技術を利用することができる。次に、絶縁部１１０上にフォトレジスト（図示せず）を塗布した後、フォトリソグラフィ法により該フォトレジストを柱状部１０８上部分を抜くようにパターニングされたレジスト部（図示せず）を形成する工程を行なう。
【０１１３】
次に、レジスト部（図示せず）をマスクとして、例えばドライエッチング法により絶縁部１１０をエッチングする。その後、レジスト部（図示せず）を除去する工程を行なう。この工程により、図１７に示す面発光型半導体レーザ１０９が形成される。なお、バンクとなる絶縁部１１０の内径は１５μｍとしている。
【０１１４】
次に、図１８に示すように絶縁部１１０上に、第１保護部１１５を形成する。形成工程は、以下のように行なう。まず、紫外線硬化型のポリイミド樹脂前駆体１０８１を塗布する。ポリイミド樹脂前駆体１８０１の厚みは５０μｍ程度とする。
【０１１５】
次に、図１９に示すように紫外線露光を行ない、第１保護部１１５に必要な部分にのみ紫外線を照射して硬化させ、現像を行ない、硬化していない部分を取り除いて第１保護部１１５が形成される。
【０１１６】
この後、電極形成を行なう。図２０は第１電極１０６、第２電極１０７が形成された工程断面図である。第２電極１０７は柱状部１０８の中央部以外に形成され、第１電極１０６は基板１０１の裏面全体に形成されている。電極に用いる金属構成やアニール条件等は実施形態１に準じて行なう。
【０１１７】
次に、図２１で図示される、光学部としての凸レンズ１１３を形成する工程について説明する。
【０１１８】
図２１は、絶縁部１１０の中心部に液状の光学部前駆体１２０１を吐出する工程を示す模式断面図であり、インクジェットヘッド１２０２のノズル１２０３から第２凹状部１１２に対して光学部前駆体１２０１を吐出する工程が示されている。光学部前駆体１２０１は、エネルギーを付加することによって硬化可能な性質を有している。
【０１１９】
液状の光学部前駆体１２０１を吐出する方法としては、例えば、ディスペンサ法または液滴吐出法が挙げられる。ディスペンサ法は、液滴を吐出する方法として一般的な方法であり、比較的広い領域に液滴を吐出する場合に有効である。また、液滴吐出法は、インクジェットヘッドを用いて液滴を吐出する方法であり、液滴を吐出する位置についてμｍオーダーの単位で制御が可能である。また、吐出する液滴の量を、ピコリットルオーダーの単位で制御することができる。これにより、本工程において液滴吐出法を用いて液状の光学部前駆体１２０１を吐出することで、曲率半径の小さい凸レンズ１１３を作製することができる。
【０１２０】
次いで、図２２に示すように、光学部前駆体１２０１を硬化させて、凸レンズ１１３を形成する。具体的には、光学部前駆体１２０１に対して、熱または光等のエネルギーを付与する。光学部前駆体１２０１を硬化する際は、前記液体材料の種類により適切な方法を用いる。例えば、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。具体的な例としては光学部前駆体１２０１にエポキシ系の樹脂を用い、エネルギーの付加として紫外線照射を行なう方法を用いることができる。
【０１２１】
また、凸レンズ１１３の高さを、第１凹状部１１１の凸凹部の段差以下に抑えることで、例えばへき開を行なう場合に、光装置を保護するための保護シートは凸レンズ１１３と触れることなくへき開が行なえるため、凸レンズ１１３が粘着テープと共に剥がれてしまう不良を未然に防ぐことができる。
【０１２２】
＜変形例２＞
以上の工程により、凸レンズ１１３が粘着テープと共に剥がれてしまう不良を未然に防ぐことができるようになったが、想定外の力が加わった場合、凸レンズ１１３と基板１０１との接点の面積は小さく、そのため剥がれ強度が所望の値より小さい場合がある。このような問題に対して、凸レンズ１１３の剥がれ強度を本質的に増加させることが有効である。
【０１２３】
そこで図２３に示すように、屈折率が凸レンズ１１３よりも小さい材質を用いて第２保護部１４０１を形成し、凸レンズ１１３を囲う方法を用いることで基板１０１との接着面積を大きくし、剥がれ強度を増加させる方法を用いることが場合により有効である。
【０１２４】
この方法を用いる場合、凸レンズ１１３には例えば屈折率が１．８のポリイミド系の材料を用い、第２保護部１４０１には例えば屈折率が１．４の酢酸ビニル系の材料を塗布し硬化させることで、集光性の高い凸レンズ１１３で、かつ高い剥がれ強度を持つよう形成することができる。さらに、第１保護部１１５の高さ以下に抑えて第２保護部１４０１を形成する工程を行なうことで、機械的衝撃の大部分は、第１保護部１１５により吸収され凸レンズ１１３がより壊れ難い安定した構造を持つ装置を提供できる。
【０１２５】
次に、本実施形態にかかる効果について説明する。
【０１２６】
（１）基板１０１表面に対して、裏面から表面に向かう方向を正として、第１保護部１１５の垂直方向の高さの最大値を、凸レンズ１１３の高さの最大値よりも大きくしたため、例えばへき開処理で個別の光装置に分離する場合に用いられる、粘着性を有する保護シート２６０１が貼り付けられても、凸レンズ１１３よりも高い位置にある第１保護部１１５により、保護シート２６０１と光学部は離れた状態で貼り付けられるため、保護シート２６０１を剥す場合に凸レンズ１１３が一緒に剥されることが防げる。
【０１２７】
（２）凸レンズ１１３を覆うように第２保護部１４０１を形成することで、球に近い形状を持ち、基板との接触面積が小さい光学部としての凸レンズ１１３を形成した場合でも、より高い機械的強度を備えることができる。
【０１２８】
（３）第２保護部１４０１に屈折率の小さい材質を用い、凸レンズ１１３に屈折率の大きい材質を用いることで、剥離強度に優れかつ、集光能力の高い光学系を形成することができる。
【０１２９】
（４）本実施形態の２−１．の工程を用いることで、基板表面側に光の出力面あるいは入力面を備えた本発明の光装置を簡便な工程で製造することができる。
【０１３０】
＜実施形態３＞
３．光装置を用いた光伝達装置
以下、本実施形態における、光伝達装置について図面を用いて説明する。
【０１３１】
図２４は、光ファイバと光装置を光学的に結合させるための装置の模式断面図である。
【０１３２】
光ファイバ２４０１は、スリーブ２４０２によって固定され、ステム２４０４に実装された光装置１００と、レンズ２４０３を介して光学的に結合される。
【０１３３】
光ファイバ２４０１を介して光信号を送ることが可能となることで、光を離れた装置に伝達することが可能となるため、機器間での光通信が可能となる。
【０１３４】
図２５は、電子機器間の接続状況を示す模式図である。光伝達装置２５０２により、電子機器２５０１間は接続されている。電子機器２５０１として、液晶表示モニタまたはディジタル対応のＣＲＴ（金融、通信販売、医療、教育の分野で使用されることがある。）、液晶プロジェクタ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ディジタルＴＶ、小売店のレジ（ＰＯＳ（Point of Sale Scanning）用）、ビデオ、チューナー、ゲーム装置、プリンタ等が挙げられる。
【０１３５】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【０１３６】
例えば、上記実施の形態では、柱状部を一つ有する面発光型発光素子について説明したが、基板面内で柱状部が複数個設けられていても本発明の形態は損なわれない。また、複数の面発光型発光素子がアレイ化されている場合でも、同様の作用および効果を有する。
【０１３７】
また、例えば、上記実施の形態において、各半導体層におけるｐ型とｎ型とを入れ替えても本発明の趣旨を逸脱するものではない。上記実施の形態では、ＡｌＧａＡｓ系のものについて説明したが、発振波長に応じてその他の材料系、例えば、ＧａＩｎＰ系、ＺｎＳＳｅ系、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＧａＡｓＳｂ系の半導体材料を用いることも可能である。
【０１３８】
次に、本実施形態の効果について説明する。
【０１３９】
（１）本発明の光装置を含む光伝達装置は、光装置が高度に集光された光を出射するため、高効率で光ファイバ２４０１と光学的に結合させることが可能となり、低消費電力で、雑音の少ない光伝達装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】実施形態１に係る光装置を模式的に示す断面図。
【図２】実施形態１に係る光装置を模式的に示す底面図。
【図３】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図４】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図５】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図６】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図７】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図８】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図９】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図１０】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図１１】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図１２】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図１３】実施形態１に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図１４】第２保護部を形成した場合の断面図。
【図１５】実施形態２に係る光装置を模式的に示す断面図。
【図１６】実施形態２に係る光装置を模式的に示す平面図。
【図１７】実施形態２に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図１８】実施形態２に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図１９】実施形態２に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図２０】実施形態２に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図２１】実施形態２に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図２２】実施形態２に係る光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図。
【図２３】変形例２に係る光装置を模式的に示す断面図。
【図２４】実施形態３に係る光装置と、光ファイバとの接続様式を模式的に示す断面図。
【図２５】実施形態３に係る光伝達装置の仕様形態を示す図。
【図２６】実施形態１に係る光装置の保護シートと凸レンズとの位置関係を示す断面図。
【符号の説明】
【０１４１】
１００…光装置、１０１…基板、１０２…第１ミラー、１０３…活性層、１０４…第２ミラー、１０５…酸化狭窄層、１０６…第１電極、１０７…第２電極、１０８…柱状部、１０９…光素子としての面発光型半導体レーザ、１１０…絶縁部、１１１…第１凹状部、１１２…第２凹状部、１１３…光学部としての凸レンズ、１１４…発光部、１１５…第１保護部、１１６…光透過面、４０１…レジスト部、７０１…レジスト部、１２０１…光学部前駆体、１２０２…インクジェットヘッド、１２０３…ノズル、１４０１…第２保護部、１５００…光装置、１８０１…第１保護部前駆体としてのポリイミド樹脂前駆体、２４０１…光ファイバ、２４０２…スリーブ、２４０３…レンズ、２４０４…ステム、２５０１…電子機器、２５０２…光伝達装置、２６０１…保護シート。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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