(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバーと光半導体素子との間における光の伝達効率の低下が抑制される光半導体素子を提供する。【解決手段】光半導体素子の一種である点光源半導体発光素子５０の発光面側に一体に設けられた永久ホトレジストから成る保持部５２に備わる案内面８６に、光ファイバー１２の先端部が嵌合されるので、発光面８４に対して光ファイバー１２の受光面４０が精度良く位置決めされる。また、発光面８４と受光面４０との間に挿まれた凹部８０に透明樹脂８８が充填されるので、発光面８４からの出力光の経路における材料界面での反射などを低減できる。これらの結果、光ファイバー１２への出力光の伝達効率が低下することを抑制できる。【選択図】図６
2008147464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーの端面を通る光が透過する、該端面と相対向する光透過面が一面側に局部的に設けられた光半導体素子であって、
前記光ファイバーの端面と前記光透過面との相対位置を保持するように該光ファイバーの先端部を嵌め入れるための保持部を、前記一面内に備えていることを特徴とする光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子。
【請求項２】
前記保持部は、前記一面に塗布され或いは積層された感光性樹脂が硬化させられたものであることを特徴とする請求項１の光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子。
【請求項３】
前記保持部は、前記光透過面を取り囲むように形成されて、前記光ファイバーの先端部を嵌め入れることができる内径を有する環状の突起であることを特徴とする請求項１または請求項２の光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子
【請求項４】
前記光透過面と前記光ファイバーの端面との間に、透明樹脂を充填するための所定の空間が生じるように、前記光透過面を底面に有する凹部が前記一面内に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかの光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子。
【請求項５】
前記光半導体素子は点光源半導体発光素子であり、前記光透過面は該点光源半導体発光素子の発光面であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかの光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子。
【請求項６】
前記光半導体素子は半導体受光素子であり、前記光透過面は該半導体受光素子の受光面であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかの光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバーに光を供給するための光源などとして好適に用いられる点光源半導体発光素子や、光ファイバーから出力される光を受光する半導体受光素子などの光半導体素子の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
点光源半導体発光素子は例えば、リードフレームに固定され、それが樹脂パッケージなどに一体に成形されて発光ダイオード部品を構成する。そして、この発光ダイオード部品は樹脂製のハウジングに収納されている。特許文献１の図１に記載されたものがそれである。
【０００３】
従来は、上記特許文献１の図１６、図１９に示す光モジュール、光送信装置のように、前記樹脂製のハウジングで光ファイバーの位置を拘束することによって、前記点光源半導体発光素子の一面から局所的に光を出力する発光面に対し、その発光面と光ファイバーの端面である受光面とを対向させた状態で、その受光面を位置決めし固定していた。
【特許文献１】特開２００６−４９８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の光モジュール、光伝送装置では、前記点光源半導体発光素子に対して、前記樹脂パッケージと前記ハウジングを介して前記光ファイバーが位置決めされているので、前記発光面に対する前記光ファイバーの端面の位置決め精度は、前記リードフレームへの実装精度や、前記樹脂パッケージおよび前記ハウジングなどの複数部品の機械的精度に依存し、充分な精度が得られず、前記発光面から出力される出力光を前記光ファイバーの端面に入射させる際の光の伝達効率が低下する場合があった。また、この光の伝達効率の低下という課題は光ファイバーの端面から出力される光を受光するための受光面を有する半導体受光素子についても同様に生じるものである。
【０００５】
本発明の目的は、前記点光源半導体発光素子の発光面や上記半導体受光素子の受光面に相当する光透過面に対する、前記光ファイバーの端面の位置決め精度を良好に確保することができる光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、（ａ）光ファイバーの端面を通る光が透過する、その端面と相対向する光透過面が一面側に局部的に設けられた光半導体素子であって、（ｂ）前記光ファイバーの端面と前記光透過面との相対位置を保持するようにその光ファイバーの先端部を嵌め入れるための保持部を、前記一面内に備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、前記保持部が前記一面に塗布され或いは積層された感光性樹脂が硬化させられたものであることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、前記保持部が、前記光透過面を取り囲むように形成されて、前記光ファイバーの先端部を嵌め入れることができる内径を有する環状の突起であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、前記光透過面と前記光ファイバーの端面との間に、透明樹脂を充填するための所定の空間が生じるように、前記光透過面を底面に有する凹部が前記一面内に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る発明は、前記光半導体素子は点光源半導体発光素子であり、前記光透過面は該点光源半導体発光素子の発光面であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係る発明は、前記光半導体素子は半導体受光素子であり、前記光透過面は該半導体受光素子の受光面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明の光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子は、前記光ファイバーの端面と前記光透過面との相対位置を保持するように該光ファイバーの先端部を嵌め入れるための保持部を、前記一面内に備えている。従って、前記光ファイバーの先端部を前記保持部に嵌め入れれば、その先端部は本光半導体素子に対して直接に位置決めされ、前記光透過面と前記光ファイバーの端面との相対位置を保持することができ、前記光透過面に対する前記光ファイバーの端面の位置決め精度を良好に確保することができる。その結果、前記光透過面と光ファイバーの端面との間における光の伝達効率が、前記相対位置のばらつきによって低下することを抑制できる。
【００１３】
請求項２に係る発明の光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子では、前記保持部は、前記一面に塗布され或いは積層された感光性樹脂が硬化させられたものであるので、一般的なホトリソグラフィ技術を用いて、その保持部を、硬化したホトレジストを除去しないで用いる永久ホトレジストとして高精度に設けることができる。従って、請求項２に係る発明の光半導体素子によれば、簡単に、前記光透過面に対して前記保持部を高精度に位置させることができ、外形精度の充分に高い前記保持部を簡単に設ける加工ができる。更に、請求項２に係る発明の光半導体素子によれば、ウェーハ状態であるときに多数の前記保持部を一挙に加工することができるので、安価に前記保持部を光半導体素子の一面内に設けることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明の光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子では、前記保持部が前記光透過面を取り囲むように形成され、その保持部は前記光ファイバーの先端部を嵌め入れることができる内径を有する環状の突起である。従って、前記光ファイバーの先端部を前記保持部の内径に嵌め入れれば、その先端部は本光半導体素子に対して直接に位置決めされ、前記光透過面と前記光ファイバーの端面との相対位置を保持することができ、その光透過面に対する光ファイバーの端面の位置決め精度を良好に確保することができる。その結果、前記光透過面と光ファイバーの端面との間における光の伝達効率が、前記相対位置のばらつきによって低下することを抑制できる。
【００１５】
前記光透過面に前記光ファイバーの端面を相対向させて近接させた場合、微視的に見れば、その光透過面とその端面との間には空気層が介在している。しかし、請求項４に係る発明の光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子では、前記光透過面と前記光ファイバーの端面との間に所定の空間が生じるように、前記光透過面を底面に有する凹部が前記一面内に設けられており、その所定の空間に透明樹脂を充填することができるようになっている。従って、前記保持部に前記光ファイバーの先端部を嵌め入れ、前記充填をした場合には、前記光透過面と前記光ファイバーの端面との間には空気層が介在せず、この空気層に替わって前記透明樹脂が介在することとなり、一般に樹脂の屈折率は空気の屈折率よりも光半導体素子の光透過面を構成する材料（ＧａＡｓなど）の屈折率に近いので、前記光透過面と前記光ファイバーの端面との間の光の経路において、材料界面での反射などを低減でき、その光透過面とその端面との間における光の伝達効率が低下することを抑制できる。
【００１６】
請求項５に係る発明の光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子によれば、前記光半導体素子は点光源半導体発光素子であり、前記光透過面はその点光源半導体発光素子の発光面であるので、点光源半導体発光素子の発光面に対する前記光ファイバーの端面の位置決め精度を良好に確保することができ、その結果、その発光面と光ファイバーの端面との間における光の伝達効率が、その発光面とその端面との相対位置がばらつくことによって低下することを抑制できる。
【００１７】
請求項６に係る発明の光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子によれば、前記光半導体素子は半導体受光素子であり、前記光透過面はその半導体受光素子の受光面であるので、半導体受光素子の受光面に対する前記光ファイバーの端面の位置決め精度を良好に確保することができ、その結果、その受光面と光ファイバーの端面との間における光の伝達効率が、その受光面とその端面との相対位置がばらつくことによって低下することを抑制できる。
【００１８】
ここで、好適には、前記保持部は、前記一面内の前記光透過面まわりに、その一面の外周から所定距離内側に入った外周を有するように部分的に形成される。このようにすれば、ウェーハ状態において、隣り合う光半導体素子の一面内に形成されている前記保持部それぞれの間の相対空間を充分に確保することができ、ウェーハ状態から個々の素子に分割することがやり易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、光ファイバー位置決め機能を有する光半導体素子である点光源半導体発光素子と半導体受光素子とについて、本発明の実施例として図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は第１実施例の点光源半導体発光素子１０を発光面側から見た図である。そして、図２は点光源半導体発光素子１０の構造を示す図であり、図１におけるＩＩ−ＩＩ視断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、ほぼ直方体の形状である点光源半導体発光素子１０は、光ファイバー１２を保持するための保持部１４と光を出力するチップ状の本体部１６とから構成されている。
【００２２】
点光源半導体発光素子１０の本体部１６は、ｎ−ＧａＡｓ半導体である基板１８上に、例えばＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）法等を用いて、例えば３０対のｎ−ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓ半導体が積層された多層膜反射層２０、ｎ−ＡｌＩｎＰ半導体である第１クラッド層２２、ｉ−ＡｌＩｎＧａＰ／ｉ−ＩｎＧａＰ多重量子井戸層からなる活性層２４、ｐ−ＡｌＩｎＰからなる第２クラッド層２６、及びｐ−ＧａＡｓ半導体であるキャップ層２８が順次積層形成されている。また、そのキャップ層２８上にＡｕＺｎ／Ａｕ共晶からなる上部電極３０が、その上部電極３０上の一部にＡｕからなるボンディングパッド３１がそれぞれ蒸着或いはスパッタにより形成され、基板１８の下面にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ共晶からなる下部電極３２が蒸着或いはスパッタにより形成されている。本体部１６においては、第１クラッド層２２、活性層２４、及び第２クラッド層２６によってダブルヘテロ構造が構成され、活性層２４から光が発せられる。また、図２において、第１クラッド層２２、活性層２４、第２クラッド層２６、及びキャップ層２８の点線で囲まれている部分は、Ｈ+等の不純物が例えばイオン注入装置を用いてドープされることにより高抵抗の電流狭窄領域Ａとなっている。
【００２３】
以上のように構成された本体部１６では、上部電極３０と下部電極３２との間にｐｎ順方向電流が流されると、活性層２４の一部すなわち発光部に電流が集中させられ、そこにおいて電子と正孔の再結合が起こることによって局所的に光が発生させられ、本体部１６の上部の光透過面である発光面３４から放出される。上部電極３０は、発光面３４上では、例えば幅５μｍの線が交差するメッシュ状に、それ以外の領域では全面を覆うように形成されている。この発光面３４以外の領域Ａは、キャップ層２８の上面から第１クラッド層２２の下面に達しない深さにまでＨ+イオンが注入されることによって高抵抗化され、発光部以外の場所には電流が流れにくくなっている為、光取り出し効率が向上され高い光出力が得られるようになっている。
【００２４】
このような本体部１６は、例えば以下に示すような工程で作製される。先ず、例えばＭＯＣＶＤ法によって基板１８上に多層膜反射層２０からキャップ層２８までを順次結晶成長させてエピタキシャルウェーハを作製する。次いで、キャップ層２８の発光部となる位置にイオン注入マスクを形成し、発光部以外の領域にＨ+イオンを注入することによって電流狭窄領域Ａを形成させる。このようにして作製された半導体ウェーハのキャップ層２８上に上部電極３０となる電極材料層を一面に蒸着或いはスパッタにより固着させる。固着された電極材料層には続いて、表面に所望の電極形状を得る為のレジストパターンを形成した後にエッチングを施し所望形状の上部電極３０を形成させる。
【００２５】
保持部１４は、その内周面である案内面３６に光ファイバー１２の先端部を嵌め入れて、発光面３４のほぼ全面に渡って、この発光面３４に光ファイバー１２の端面である受光面４０が相対向するように、たとえばその先端部を発光面３４と同心位置となるように位置決めするためのものである。保持部１４は、上部電極３０上に、発光面３４を取り囲むように環状に突き出た突起であって、上部電極３０上に塗布され或いは積層された、たとえばエポキシ系感光性樹脂等のホトレジストが硬化させられたものである。上部電極３０からの保持部１４の突出し量は３０μｍ程度であり、案内面３６の内径は１２５μｍ程度である。
【００２６】
上記保持部１４は、一般的なホトリソグラフィ技術により形成されている。具体的な主要工程としては、図３に示す通りである。まず第１の工程である永久ホトレジスト塗布工程Ｐ１において、図４に示すように、ウェーハ状態の点光源半導体発光素子１０の上部電極３０上に、保持部１４の材料となるエポキシ系感光性樹脂３８をスピンコート法で目標とする厚みまで１回もしくは複数回塗布するか、或いは、ラミネート法を用いて積層する。
【００２７】
次に、第２の工程であるマスク露光工程Ｐ２において、保持部１４を設けたい部分だけに紫外光が透過して露光するように、予め作成しておいたホトマスクを介して、前記塗布或いは積層をしたエポキシ系感光性樹脂３８に紫外光を照射する。そうすると、紫外光が露光した保持部１４を設けたい部分だけが高分子化して有機溶剤或いは水から成る現像液に溶けなくなる。
【００２８】
次に、第３の工程である現像工程Ｐ３において、前記現像液を使い、点光源半導体発光素子１０に塗布され或いは積層されているエポキシ系感光性樹脂３８の未露光部分を除去する。そうすると、紫外光が露光した部分だけは前記現像液に溶けないのでその部分だけが上部電極３０上に固着して残り、図５に示すように、保持部１４を得ることができる。
【００２９】
次に、第４の工程であるベーキング工程Ｐ４において、１５０℃前後で熱処理を行う。これにより、現像時に保持部１４を膨潤させている現像液を除去することができ、また、保持部１４を硬化するとともに、保持部１４と上部電極３０との密着性を向上させることができる。以上のような工程を経ることにより、点光源半導体発光素子１０に、永久ホトレジストとも称される保持部１４を一体的に形成することができる。
【００３０】
本実施例の点光源半導体発光素子１０によれば、保持部１４は、永久ホトレジストを高精度に簡単に作ることができるホトリソグラフィ技術を用いて形成されているので、点光源半導体発光素子１０において簡単に、発光面３４に対して保持部１４を高精度に位置させることができ、外形精度の充分に高い保持部１４を簡単に設ける加工ができる。また、多数の点光源半導体発光素子１０がウェーハ状態であるときに一挙に加工をすることができるので、安価に保持部１４を点光源半導体発光素子１０に設けることができる。このように精度良く設けられた保持部１４の案内面３６に、図２に示すように、光ファイバー１２の先端部を嵌め入れれば、その先端部は点光源半導体発光素子１０に対して直接に位置決めされ、発光面３４と光ファイバー１２の受光面４０との相対位置を保持することができ、発光面３４に対する受光面４０の位置決め精度を良好に確保することができる。その結果、発光面３４から出力される出力光を受光面４０に入射させる際の光の伝達効率が、前記相対位置のばらつきによって低下することを抑制できる。なお、保持部１４の突出し量は３０μｍ程度と小さいが、点光源半導体発光素子１０が収納されるハウジングなどにより光ファイバー１２が保持され、保持部１４の案内面３６に光ファイバー１２の先端部が嵌め入れられることで、その先端部の上記位置決めをすることは可能である。
【００３１】
また、保持部１４は、発光面３４まわりの上部電極３０上に、上部電極３０を有する面の外周から所定距離内側に入った外周を有するように部分的に形成されているだけなので、ウェーハ状態において、隣り合う点光源半導体発光素子１０に形成されている保持部１４それぞれの間の相対空間を充分に確保することができ、ウェーハ状態から個々の素子に分割することが容易となる。
【実施例２】
【００３２】
以下、本発明の第２実施例の点光源半導体発光素子５０を図６に基づいて詳細に説明する。図６は、点光源半導体発光素子５０の構造を示す図である。ほぼ直方体の形状である点光源半導体発光素子５０は、図６に示すように、光ファイバー１２を保持する保持部５２と光を出力する本体部５４とから構成されている。
【００３３】
図６において、点光源半導体発光素子５０の本体部５４は、ｎ−ＧａＡｓ単結晶から成る基板５６上に、たとえば前記ＭＯＣＶＤ法などのエピタキシャル成長技術によって順次結晶成長させられたｎ−ＡｌＧａＡｓ単結晶およびｎ−ＡｌＡｓ単結晶が交互に３２対積層された反射層５８、ｉ−ＡｌＧａＡｓからなる第１バリア層６０、ｉ−ＧａＡｓからなる活性層６２、ｉ−ＡｌＧａＡｓからなる第２バリア層６４、ｐ−ＡｌＡｓおよびｐ−ＡｌＧａＡｓが交互に９対積層された多層膜層７０、ｐ−ＡｌＧａＡｓからなるクラッド層７２、およびｎ−ＡｌＧａＡｓ単結晶からなる電流阻止層７４と、基板５６の下面および電流阻止層７４の上面にそれぞれ固着された下部電極７６および上部電極７８とから構成されている。なお、上記電流阻止層７４上に設けられた上部電極７８の内周側に位置する領域には、たとえばエッチングなどの手段により凹部８０が形成されており、上記クラッド層７２および電流阻止層７４における図６に破線による斜線で示す領域Ｂには、たとえばＺｎなどのｐ型ドーパントが高濃度で拡散された高濃度拡散領域８２が形成されることにより、その領域内においては上記クラッド層７２の導電性が高められると共に、上記電流阻止層７４の導電型が反転させられてｐ型とされ、上記凹部８０に対応する部分のみが通電可能とされた電流狭窄構造が形成されている。
【００３４】
本実施例においては、上記第１バリア層６０、活性層６２、および第２バリア層６４が量子井戸構造の発光層を、上記多層膜層７０がノッチフィルタをそれぞれ構成している。
【００３５】
以上のように構成された本体部５４では、下部電極７６および上部電極７８間に電圧を印加されることにより、上述の通電可能領域を通る経路で電流が流れ、これによって上記活性層６２が励起されて発光させられる。このとき、上記第１バリア層６０、活性層６２、および第２バリア層６４は前記反射層５８と上記ノッチフィルタにより構成される光共振器内に設けられていることから、共振条件を満足する光が光透過面である発光面８４から好適に放出される。すなわち、図６に示す点光源半導体発光素子５０は、内部光共振器を備えた共鳴空洞型発光ダイオード（ＲＣ−ＬＥＤ）であり、上記ノッチフィルタが総体的に発光面８４側の反射層に対応する。
【００３６】
保持部５２は、その内周面である案内面８６に光ファイバー１２の先端部を嵌め入れて、発光面８４のほぼ全面に渡って、この発光面８４に光ファイバー１２の受光面４０が相対向するようにその光ファイバー１２の先端部を位置決めするために、図３に示す第１実施例における工程と同様の工程で、上部電極７８上に一体的に形成されたものであり、発光面８４を取り囲むように環状に突き出た突起であって、上部電極７８上に塗布され或いは積層されたエポキシ系感光性樹脂が硬化させられたものである。上部電極７８からの保持部５２の突出し量は３０μｍ程度であり、案内面８６の内径は１２５μｍ程度である。
【００３７】
また、発光面８４と光ファイバー１２の受光面４０とが相対向するように、たとえばそれら発光面８４と受光面４０とが同心位置となるように、受光面４０が属する光ファイバー１２の先端部が案内面８６に嵌め入れられ、発光面８４と受光面４０に挿まれた空間である凹部８０に、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂から成る透明樹脂８８が充填され、透明樹脂８８が硬化することにより光ファイバー１２と点光源半導体発光素子５０とが一体的に連結される。
【００３８】
本実施例の点光源半導体発光素子５０によれば、保持部５２は、永久ホトレジストを高精度に簡単に作ることができるホトリソグラフィ技術を用いて形成されているので、点光源半導体発光素子５０において簡単に、発光面８４に対して保持部５２を高精度に位置させることができ、外形精度の充分に高い保持部５２を簡単に設ける加工ができる。また、多数の点光源半導体発光素子５０がウェーハ状態であるときに一挙に加工をすることができるので、安価に保持部５２を点光源半導体発光素子５０に設けることができる。このように精度良く設けられた保持部５２の案内面８６に、図６に示すように、光ファイバー１２の先端部を嵌め入れれば、その先端部は点光源半導体発光素子５０に対して直接に位置決めされ、発光面８４と光ファイバー１２の受光面４０との相対位置を保持することができ、発光面８４に対する受光面４０の位置決め精度を良好に確保することができる。その結果、発光面８４から出力される出力光を受光面４０に入射させる際の光の伝達効率が、前記相対位置のばらつきによって低下することを抑制できる。
【００３９】
また、保持部５２は、発光面８４まわりの上部電極７８上に、上部電極７８を有する面の外周から所定距離内側に入った外周を有するように部分的に形成されているだけなので、ウェーハ状態において、隣り合う点光源半導体発光素子５０に形成されている保持部５２それぞれの間の相対空間を充分に確保することができ、ウェーハ状態から個々の素子に分割することが容易となる。
【００４０】
更に、凹部８０に透明樹脂８８が充填されると、凹部８０を挿んで相対向している発光面８４と受光面４０との間には空気層が介在せず、この空気層に替わって透明樹脂８８が介在することとなる。そして、一般に樹脂の屈折率は空気の屈折率よりも点光源半導体発光素子５０の発光部を構成する材料（ＧａＡｓなど）の屈折率に近いので、発光面８４から受光面４０までの光の経路において、材料界面での反射などを低減でき、発光面８４から出力される出力光を受光面４０に入射させる際の光の伝達効率が低下することを抑制できる。
【００４１】
図７は点光源半導体発光素子５０に供給される電流Ｉｆと光ファイバー端出力との関係を示すグラフであり、点光源半導体発光素子５０において透明樹脂８８がある場合とない場合との前記伝達効率を比較するためのものである。そして、点光源半導体発光素子５０の発光波長は８５０ｎｍであり、発光面８４の直径は５０μｍであり、光ファイバー１２はコア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ、コア材質が石英である。このグラフから判る通り、同一の電流Ｉｆを点光源半導体発光素子５０に供給した場合において、このグラフ中に実線で示される透明樹脂８８がある場合の方が、破線で示される透明樹脂８８が無い場合よりも光ファイバー端出力は高いので、透明樹脂８８を凹部８０に充填することによって前記伝達効率の低下が抑制されるという効果が確認できる。
【実施例３】
【００４２】
以下、本発明の第３実施例の半導体受光素子１１０を図８に基づいて詳細に説明する。図８は、半導体受光素子１１０の構造を示す図である。ほぼ直方体の形状である半導体受光素子１１０は、図８に示すように、光ファイバー１１２を保持する保持部１１４と光を電流に変換する本体部１１６とから構成されている。
【００４３】
図８において、半導体受光素子１１０の本体部１１６は、ｎ−ＩｎＰから成る基板１１８上に、たとえば前記ＭＯＣＶＤ法などを用いて、ｎ−ＩｎＰからなるバッファー層１２０、ｎ-−Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ（厚さ３μｍ）からなるＩｎＧａＡｓ層１２２、及びｎ−Ｉｎ1-xＧａxＡｓyＰ1-y（厚さ０．７μｍ）からなるウインドウ層１２４が順次積層形成されており、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ウインドウ層１２４上に、Ｓｉ3Ｎ4からなる反射防止膜１２６が形成されている。そして、ホトリソグラフィ技術により反射防止膜１２６が部分的に除去され、その除去された部分を通じてウインドウ層１２４に接続しているＡｕＺｎ／Ａｕ共晶からなる上部電極１２８が、蒸着などにより、光透過面である受光面１３０を取り囲むように反射防止膜１２６上に形成されている。また、基板１１８の下面にはＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ共晶からなる下部電極１３２が蒸着などによって形成されている。なお、受光面１３０下のＩｎＧａＡｓ層１２２及びウインドウ層１２４における領域Ｃはｐ+−拡散層となっており、上部電極１２８に接続している。
【００４４】
以上のように構成された本体部１１０では、ｐｎ接合を逆バイアスすると、暗時には通常のダイオードと同様に僅かしか電流が流れないが、ＩｎＧａＡｓ層１２２の一部すなわち受光部が光を受光すると、その電流が増加する。
【００４５】
保持部１１４は、第１実施例と同様に、上部電極１２８上に一体的に形成されたものであり、受光面１３０を取り囲むように環状に突き出た突起である。上部電極１２８からの保持部１１４の突出し量は３０μｍ程度であり、保持部１１４の内周面である案内面１３４の内径は１２５μｍ程度である。
【００４６】
本実施例の半導体受光素子１１０によれば、第１実施例の保持部１４と同様の保持部１１４が設けられているので、光ファイバー１１２の端面である発光面１３６と受光面１３０との相対位置を保持することができ、受光面１３０に対する発光面１３６の位置決め精度を良好に確保することができる。その結果、発光面１３６から出力される出力光を受光面１３０に入射させる際の光の伝達効率が、前記相対位置のばらつきによって低下することを抑制できる。
【００４７】
また、第１実施例と同様に、保持部１１４は、受光面１３０まわりの上部電極１２８上に、上部電極１２８を有する面の外周から所定距離内側に入った外周を有するように部分的に形成されているだけなので、ウェーハ状態において、隣り合う半導体受光素子１１０に形成されている保持部１１４それぞれの間の相対空間を充分に確保することができ、ウェーハ状態から個々の素子に分割することが容易となる。
【００４８】
また、第２実施例のように、本実施例において、相対向している受光面１３０と発光面１３６との間の空間に透明樹脂が充填された場合には、受光面１３０と発光面１３６との間には空気層が介在せず、この空気層に替わって上記透明樹脂が介在することとなるので、第２実施例と同様に、材料界面での光の反射などを低減でき、発光面１３６から出力される出力光を受光面１３０に入射させる際の光の伝達効率が低下することを抑制できる。
【００４９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【００５０】
例えば、前述の保持部１４，５２，１１４に遮光性或いは吸光性を与える場合には、その材料であるホトレジストに所定の顔料を予め混入して、保持部１４，５２，１１４を形成すればよい。これにより、外乱光などによるノイズを低減することが可能になる。
【００５１】
また、案内面３６，８６，１３４は円筒状であるが、これに嵌合される光ファイバー１２，１１２の先端部に外接する多角形を断面とする筒状でもよい。
【００５２】
また、保持部１４，５２，１１４は、点光源半導体発光素子１０，５０または半導体受光素子１１０における上部電極３０，７８，１２８上の一部分に設けられた突起状のものであるが、光ファイバー１２，１１２の先端部と嵌合する案内面を有していれば，前記上部電極側の面の大部分を覆うように保持部１４，５２，１１４を形成してもよい。
【００５３】
また、保持部１４，５２，１１４は一つの突起である必要は無く、たとえば同心に配置された円弧状の複数の突起が一組となって、光ファイバー１２，１１２の先端部と嵌合する構成でもよい。
【００５４】
また、前述の第１実施例ないし第３実施例では、保持部１４，５２，１１４を設けたい部分だけに紫外光が露光し、その露光した部分が硬化して現像液に溶けなくなるエポキシ系感光性樹脂３８が保持部１４，５２，１１４の材料となっているが、保持部１４，５２，１１４を設けたい部分以外に紫外光が露光し、その露光した部分だけが現像液に溶けるようになる感光性樹脂を、保持部１４，５２，１１４の材料としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施例である点光源半導体発光素子を発光面側から見た図である。
【図２】図１の点光源半導体発光素子の構造を説明するための図であり、図１におけるＩＩ−ＩＩ視断面図である。
【図３】図１の点光源半導体発光素子に設けられた保持部の製造工程を示す工程図である。
【図４】図３に示す永久ホトレジスト塗布工程における、図１の点光源半導体発光素子の断面図である。
【図５】図３に示すベーキング工程における、図１の点光源半導体発光素子の断面図であって、図１におけるＩＶ−ＩＶ視断面図である。
【図６】本発明の第２実施例である点光源半導体発光素子の構造を説明するための図である。
【図７】図６の点光源半導体発光素子に供給される電流Ｉｆと光ファイバー端出力との関係を示し、この点光源半導体発光素子において透明樹脂がある場合とない場合の光の伝達効率を比較するためのグラフである。
【図８】本発明の第３実施例である半導体受光素子の構造を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０，５０：点光源半導体発光素子（光半導体素子）
１２，１１２：光ファイバー    １４，５２，１１４：保持部
３４，８４：発光面（光透過面）
３６，８６，１３４：案内面
４０：光ファイバーの受光面    ８０：凹部    ８８：透明樹脂
１１０：半導体受光素子（光半導体素子）
１３０：受光面（光透過面）    １３６：光ファイバーの端面
【図１】
2008147464.tif 000003
【図２】
2008147464.tif 000004
【図３】
2008147464.tif 000005
【図４】
2008147464.tif 000006
【図５】
2008147464.tif 000007
【図６】
2008147464.tif 000008
【図７】
2008147464.tif 000009
【図８】
2008147464.tif 000010