(57)【要約】【課題】  受発光素子用サブマウントを、安価かつ容易に形成し、しかも、熱伝導性と光伝達性能を向上すること。【解決手段】  単結晶シリコンからなるサブマウント本体１は、発光素子１１が搭載された搭載面４が｛１００｝方位面であり、異方性エッチングにより形成された貫通孔３の内側面が［１１０］方位面と平行である。サブマウント本体１の搭載面４に開口する素子側開口３１に、発光素子１１の発光部を臨ませている。発光素子１１で生成した熱を、発光部をサブマウントと反対側に向けて搭載した場合に比べて、高効率に外部に放出する。発光素子１１からの光を、貫通孔３の表面に形成された反射面で反射して、サブマウント本体１の外部に高効率に伝達する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受発光素子が搭載される搭載面と、
上記搭載面に設けられ、上記受発光素子に対して出射または入射する光が通過する素子側開口と、
上記搭載面と対向する面に設けられた外側開口と、
上記素子側開口と外側開口とに連なると共に、所定の結晶方位面と平行に形成されて、上記光を上記受発光素子側と上記外側開口が開口する側との間で反射する反射面と
を備えることを特徴とする受発光素子用サブマウント。
【請求項２】
請求項１に記載の受発光素子用サブマウントにおいて、
単結晶シリコンで形成され、
上記搭載面は、上記単結晶シリコンの｛１００｝方位面と平行であり、
上記反射面は、上記単結晶シリコンの｛１１１｝方位面と平行である
ことを特徴とする受発光素子用サブマウント。
【請求項３】
請求項１に記載の受発光素子用サブマウントにおいて、
上記素子側開口と外側開口とを接続する貫通孔と、
上記貫通孔の内側面に形成された第１の金属膜と、
上記第１の金属膜の表面に形成された第２の金属膜とを備え、
上記第２の金属膜の表面が、上記反射面であることを特徴とする受発光素子用サブマウント。
【請求項４】
請求項１に記載の受発光素子のサブマウントにおいて、
上記素子側開口と外側開口とを接続する貫通孔と、
上記貫通孔の内側面に形成された絶縁膜と、
上記絶縁膜の表面に形成された金属膜とを備え、
上記金属膜の表面が、上記反射面であることを特徴とする受発光素子用サブマウント。
【請求項５】
請求項１に記載の受発光素子のサブマウントにおいて、
上記素子側開口と外側開口とを接続する貫通孔と、
上記貫通孔の内側面に形成された第１の金属膜と、
上記第１の金属膜の表面に形成された絶縁膜と、
上記絶縁膜の表面に形成された第２の金属膜とを備え、
上記第２の金属膜の表面が、上記反射面であることを特徴とする受発光素子用サブマウント。
【請求項６】
請求項１に記載の受発光素子用サブマウントにおいて、
上記素子側開口を囲む絶縁膜を備えることを特徴とする受発光素子用サブマウント。
【請求項７】
請求項１に記載の受発光素子用サブマウントにおいて、
上記素子側開口は、矩形状をなしていることを特徴とする受発光素子用サブマウント。
【請求項８】
基体の受発光素子が搭載される搭載面に相対する面からエッチングを行って、外側開口と、この外側開口に連なる貫通孔とを形成する工程と、
上記基体の搭載面の部分を除去して、上記貫通孔に連なると共に所定の寸法を有する素子側開口を形成する工程と
を備えることを特徴とする受発光素子用サブマウントの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の受発光素子用サブマウントの製造方法において、
上記基体の搭載面の部分を、研磨によって除去することを特徴とする受発光素子用サブマウントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光通信や自動車等に用いられ、消費電力の低減や放熱性が要求される受発光素子用のサブマウントに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特にＬＥＤ（発光ダイオード）の高輝度化が進むに伴って、このＬＥＤを搭載するサブマウントに対して、高い放熱性が要求されるようになってきている。放熱性が高いサブマウントとしては、例えば、長距離伝送用の光通信システムで使用されるようなダイヤモンドを用いたものがある。上記長距離伝送用の光通信システムは比較的高額であることから、上記ダイヤモンドのような高コストの部品の使用が可能である。
【０００３】
しかしながら、複数の高輝度ＬＥＤを用いる照明用および車載用の機器や、設定価格が比較的低い近距離伝送用の光通信システムでは、コスト削減のために、安価なサブマウントの使用が必須となる。そこで、この種の機器やシステムでは、ＳｉＣ（炭化珪素）等のセラミックスやＳｉ（シリコン）チップからなる比較的安価なサブマウントに、端面放射型のＬＤ（レーザーダイオード）の活性層に近い面をダイボンドすることにより、コスト削減に加えて放熱性の向上を図るようにしている。
【０００４】
しかしながら、上記機器の受発光素子として、表面発光型のＬＥＤや表面受光型のＰＤ（フォトダイオード）等を用いた場合、サブマウントの受発光素子を搭載する面と直交する方向に、上記受発光素子に対して入射または出射する光の通路を確保する必要がある。
【０００５】
図９Ａは、貫通孔を有する従来のサブマウントを備えた導光装置を示す断面図である（特開２００１−５９９２２号公報参照）。この導光装置は、サブマウントとしての導光体１０３の一端に面発光型の発光素子１０２を搭載し、この導光体１０３の一端に設けた開口に、上記発光素子１０２の発光面を対向させている。上記導光体１０３の開口は、この導光体１０３に設けた貫通孔に連なっており、この貫通孔は、上記導光体１０３の他端に向かうにつれて末広がりの形状をなして、上記導光体１０３の他端に開口している。この導光体１０３の貫通孔内に、上記発光素子１０２からの光を透過する光透過体１０４を配置して、この光透過体１０４の球状をなす他端面から、上記光を光ファイバ１０１に導くようにしている。上記導光体１０３の貫通孔の表面で、上記発光素子１０２からの光を光ファイバ１０１に向かって反射して、光伝達性能を向上するようにしている。
【０００６】
上記従来のサブマウントとしての導光体１０３は、図９Ｂに示すように、一端に設けた電極１０６に、上記発光素子１０２の発光面側に設けた電極１０８を接続している。
【０００７】
しかしながら、上記導光体１０３は、光の伝達性能を向上するために、例えばガラスや透光性樹脂などの透光性材料で形成した場合、熱伝導性が比較的低いので、上記発光素子１０２に対する放熱性が悪いという問題がある。また、透光性材料はＳｉ材料等よりも高価であるので、サブマウントが高価になるという問題がある。一方、上記導光体１０３を、金属材料を用いて金属プレスで安価に作製すると、上記貫通孔の表面等に傷がつきやすく、良好な反射面を得ることが難しくて、良好な光伝達性能を得難いという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−５９９２２号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、受発光素子用サブマウントを、安価かつ容易に形成し、しかも、熱伝導性と光伝達性能を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の受発光素子用サブマウントは、
受発光素子が搭載される搭載面と、
上記搭載面に設けられ、上記受発光素子に対して出射または入射する光が通過する素子側開口と、
上記搭載面と対向する面に設けられた外側開口と、
上記素子側開口と外側開口とに連なると共に、所定の結晶方位面と平行に形成されて、上記光を上記受発光素子側と上記外側開口が開口する側との間で反射する反射面と
を備えることを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、上記反射面は、上記受発光素子に対して入射または出射する光を、上記受発光素子側と上記外側開口が開口する側との間で反射する。上記反射面は、所定の結晶方位面と平行に形成されているので、上記光の反射率が比較的大きい。また、上記結晶方位面と平行な反射面は、例えば結晶異方性のエッチング等により、容易に形成できる。したがって、良好な光伝達性能の受発光素子用サブマウントを容易に形成できる。
【００１１】
一実施形態の受発光素子用サブマウントは、
単結晶シリコンで形成され、
上記搭載面は、上記単結晶シリコンの｛１００｝方位面と平行であり、
上記反射面は、上記単結晶シリコンの｛１１１｝方位面と平行である。
【００１２】
上記実施形態によれば、表面が｛１００｝方位面である単結晶シリコンに対して、例えばアルカリ系水溶液等を用いた結晶異方性エッチングを行うことにより、｛１１１｝方位面を容易に形成できる。したがって、上記受発光素子に対して入射または出射する光に対して良好な反射率を有する反射面を、容易に形成できる。また、上記単結晶シリコンは、良好な熱伝導率を有する。したがって、上記光について良好な伝達性を有すると共に、上記受発光素子に対して良好な放熱性を有する受発光素子用サブマウントを、簡単かつ安価に形成できる。
【００１３】
一実施形態の受発光素子用サブマウントは、
上記素子側開口と外側開口とを接続する貫通孔と、
上記貫通孔の内側面に形成された第１の金属膜と、
上記第１の金属膜の表面に形成された第２の金属膜とを備え、
上記第２の金属膜の表面が、上記反射面である。
【００１４】
上記実施形態によれば、上記貫通孔の内側面に第１の金属膜が形成され、この第１の金属膜の表面に、上記第２の金属膜が形成されている。したがって、上記第２の金属膜は、上記貫通孔の内側面に接しないので、この第２の金属膜の材料が、上記貫通孔の内側面の部分の材料に拡散したり、結晶化したりする不都合が防止される。その結果、上記反射面である第２の金属膜の表面は、上記光を安定して高効率に反射でき、その結果、安定して上記光に対して良好な伝達性を有するサブマウントが得られる。
【００１５】
ここにおいて、上記第１金属膜は、例えばＴｉ（チタン），Ｃｒ（クロム），Ｔａ（タンタル）等のような高融点金属を用いて形成するのが好ましい。また、上記第２金属膜は、例えばＡｌ（アルミニウム）やＡｕ（金）等のような高反射率の金属で形成するのが好ましい。
【００１６】
一実施形態の受発光素子用サブマウントは、
上記素子側開口と外側開口とを接続する貫通孔と、
上記貫通孔の内側面に形成された絶縁膜と、
上記絶縁膜の表面に形成された金属膜とを備え、
上記金属膜の表面が、上記反射面である。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記貫通孔の内側面に絶縁膜が形成され、この絶縁膜の表面に、上記金属膜が形成されている。したがって、上記金属膜は、上記貫通孔の内側面に接しないので、上記金属膜の材料が、上記貫通孔の内側面の部分の材料に拡散したり、結晶化したりする不都合が防止される。その結果、上記金属膜の表面は、上記光を安定して高効率に反射でき、その結果、安定して上記光に対して良好な伝達性を有するサブマウントが得られる。
【００１８】
ここにおいて、上記絶縁膜は、上記貫通孔の内側面の部分を酸化または窒化してなるアモルファス状の絶縁膜であるのが好ましい。また、上記金属膜は、例えばＡｌやＡｕ等のような高反射率の金属で形成するのが好ましい。
【００１９】
一実施形態の受発光素子用サブマウントは、
上記素子側開口と外側開口とを接続する貫通孔と、
上記貫通孔の内側面に形成された第１の金属膜と、
上記第１の金属膜の表面に形成された絶縁膜と、
上記絶縁膜の表面に形成された第２の金属膜とを備え、
上記第２の金属膜の表面が、上記反射面である。
【００２０】
上記実施形態によれば、上記貫通孔の内側面に第１の金属膜が形成され、この第１の金属膜の表面に絶縁膜が形成され、この絶縁膜の表面に、上記第２の金属膜が形成されている。したがって、上記第２の金属膜は、上記貫通孔の内側面から効果的に隔離されるので、上記第２の金属膜の材料が、上記貫通孔の内側面の部分の材料に拡散したり、結晶化したりする不都合が確実に防止される。その結果、上記第２の金属膜の表面は、上記光を安定して高効率に反射でき、その結果、安定して上記光に対して良好な伝達性を有するサブマウントが得られる。
【００２１】
ここにおいて、上記第１の金属膜は、例えばＴｉ，Ｃｒ，Ｔａを用いて形成するのが好ましい。また、上記絶縁膜は、例えばＳｉＯ２，ＳｉＮで形成するのが好ましい。また、上記第２の金属膜は、例えばＡｌやＡｕ等のような高反射率の金属で形成するのが好ましい。
【００２２】
一実施形態の受発光素子用サブマウントは、上記素子側開口を囲む絶縁膜を備える。
【００２３】
上記実施形態によれば、上記素子側開口を、絶縁膜が囲んでいるので、この素子側開口が位置する搭載面に上記受発光素子を搭載する際、この受発光素子を搭載面に固定するための例えばロウ材などが、上記素子側開口の中に侵入する不都合が、防止される。したがって、上記素子側開口に連なる反射面は、光の反射性が良好に保持される。
【００２４】
一実施形態の受発光素子用サブマウントは、上記素子側開口は、矩形状をなしている。
【００２５】
上記実施形態によれば、上記素子側開口は矩形状をなしているので、受光部が矩形をなす受光素子や、発光部が矩形をなす発光素子等を搭載することにより、良好な受発光効率が得られる。
【００２６】
本発明の受発光素子用サブマウントの製造方法は、
基体の受発光素子が搭載される搭載面に相対する面からエッチングを行って、外側開口と、この外側開口に連なる貫通孔とを形成する工程と、
上記基体の搭載面の部分を除去して、上記貫通孔に連なると共に所定の寸法を有する素子側開口を形成する工程と
を備えることを特徴としている。
【００２７】
上記構成によれば、上記基体を搭載面に相対する面からエッチングを行うことにより、上記外側開口と、この外側開口に連なる貫通孔とを形成する。この貫通孔は、例えば異方性エッチング等により、内側面が上記搭載面に相対する面に対して所定の角度をなすように形成する。上記基体の搭載面の部分を除去する工程によって、この除去する部分の厚みを調節することにより、上記内側面を有する貫通孔に連なる素子側開口は、寸法が容易かつ高精度に調節される。
【００２８】
一実施形態の受発光素子用サブマウントの製造方法は、上記基体の搭載面の部分を、研磨によって除去する。
【００２９】
上記実施形態によれば、上記基体の搭載面の部分を、研磨によって除去することにより、上記素子側開口の寸法を容易に調節できる。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明の受発光素子用サブマウントは、受発光素子が搭載される搭載面に設けられた素子側開口と、上記搭載面と対向する面に設けられた外側開口とに連なる反射面が、所定の結晶方位面と平行に形成されているので、上記受発光素子に対して入射または出射する光を、高効率で反射できる。また、上記結晶方位面と平行な反射面は、例えば結晶異方性のエッチング等により、容易に形成できる。したがって、良好な光伝達性能の受発光素子用サブマウントを容易に形成できる。
【００３１】
本発明の受発光素子用サブマウントの製造方法によれば、基体の搭載面に相対する面からエッチングを行って、外側開口と、この外側開口に連なる貫通孔とを形成する工程と、上記基体の搭載面の部分を除去して、上記貫通孔に連なると共に所定の寸法を有する素子側開口を形成する工程により、この素子側開口の寸法を容易かつ高精度に調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態の発光素子用サブマウントを示す概略断面図である。
【００３４】
この発光素子用サブマウントは、サブマウント本体１と、このサブマウント本体１に異方性エッチングで形成された貫通孔３と、上記サブマウント本体の発光素子搭載面４に形成され、上記貫通孔３に連なる素子側開口３１と、上記サブマウント本体１の上記発光素子搭載面４と対向する外側面に形成された外側開口３２とを有する。上記サブマウントの発光素子搭載面４に、電極１３を介して発光素子１１が搭載されており、この発光素子の発光部１２が上記素子側開口３１に面している。つまり、上記発光素子１１は、上記電極１３を介して電気的および機械的に、フェイスダウン状にサブマウントに接続されている。上記電極１３は、上記発光素子１１に実際に電力を供給する電極であってもよく、また、電力を供給しないダミー電極であってもよい。
【００３５】
上記構成のサブマウントにおいて、上記発光素子の発光部１２から出射された光Ｌ１は、上記サブマウントの貫通孔３を介して、上記外側開口３２から外部に出射される。上記光の一部は、上記貫通孔３の表面に形成された反射面で反射されて外部に出射される。ここにおいて、上記外部とは、このサブマウントおよび発光素子１１が照明用や空間伝送用として使用される場合は空気であり、光ファイバ通信用として使用される場合は光ファイバである。
【００３６】
上記サブマウントは、上記貫通孔３が、サブマウント本体１の異方性エッチングにより形成されており、この貫通孔３の表面は、このサブマウント本体１の形成材料における所定の方位面と平行な面に形成されている。したがって、この貫通孔３の表面である反射面は、上記光に対する反射率が比較的高い。したがって、このサブマウントは、上記発光素子１１が出射する光について、良好な光伝達性能を奏することができる。なお、上記反射面による光の反射率を更に向上するために、上記貫通孔３の表面に、Ａｌ等で代表される金属膜を形成してもよい。
【００３７】
本実施形態のサブマウントについて、法熱量の測定を行った。発光素子１１として、外形寸法が０．３ｍｍ角の立方体であり、発光部の寸法が０．１５ｍｍ角のＧａＡｓ製ＬＥＤを使用した。上記発光素子１１の発光部以外の部分は、全て電極１３を介してサブマウントに接触させた。上記サブマウントは、平面における寸法が１ｍｍ角であり、厚み０．３ｍｍである。そして、発光素子の搭載面に設けた素子側開口３１の寸法は、０．１５ｍｍ角である。
【００３８】
また、比較例として、発光素子１１を、この発光素子１１の発光部をサブマウントの搭載面と反対側に向けて搭載するサブマウントについて、放熱量の測定を行った。
【００３９】
上記２つのサブマウントについて、発光素子１１の活性層から、サブマウントの上記発光素子１１を搭載した面と対向する面までの間の熱抵抗を測定したところ、比較例のサブマウントの熱抵抗は９５℃／Ｗであったのに対して、本実施形態のサブマウントの熱抵抗は２３℃／Ｗであった。この結果から、本実施形態のサブマウントは、異方性エッチングによる貫通孔の表面を反射面として使用するため、光伝達性能が向上し、したがって、比較例よりも少ない消費電力での発光素子１１の駆動が可能となって、熱特性の改善が可能となったと考えられる。
【００４０】
図２は、本発明の他の実施形態としての受光素子用サブマウントを示す概略断面図である。本実施形態の受光素子用サブマウントにおいて、上記実施形態の発光素子用サブマウントと同一の部分には同一の参照番号を付して詳細な説明を省略する。この受光素子用サブマウントは、上記発光素子用サブマウントと同様に、受光素子２２を、電極２３を介して素子搭載面に搭載している。上記電極２３は、上記受光素子２２に電力を供給するものであっても、ダミーの電極であってもよい。本実施形態の受光素子用サブマウントは、外部からの光Ｌ２を、外側開口３２、貫通孔３および素子側開口３１を介して搭載面４側に通過させる。上記外側開口３２からの光の一部は、上記貫通孔３の表面に形成された反射面によって反射されて、上記素子側開口３１に向かう。上記素子側開口３１を通過した光は、上記受光素子の受光部２２で受け取られる。本実施形態の受光素子用サブマウントは、サブマウント本体１の異方性エッチングにより貫通孔３が形成され、この貫通孔３の表面が、上記サブマウント本体１の形成材料における所定の方位面と平行な面に形成されている。したがって、上記貫通孔３の表面である反射面は、上記光に対する反射率が比較的高いので、上記受光素子２１が受光する光に対して、良好な光伝達性能を奏することができる。
【００４１】
上記各実施形態の発光素子および受光素子用のサブマウントは、単結晶シリコンを用いることにより、安価に形成できる。
【００４２】
例えば、図３Ａに示すような表面５０が｛１００｝方位面であり、オリエンテーションフラットの端面５１が［１１０］方位面である単結晶シリコンウェハに対してエッチングを行う。このエッチングは、上記ウェハの平面において、上記オリエンテーションフラットと平行な線と、上記オリエンテーションフラットと直交する線とで形成されるパターンをマスクとして、ＫＯＨ等のアルカリ系水溶液により行う。そうすると、上記ウェハを形成する単結晶シリコンは、｛１１１｝面のエッチング速度が、他の面のエッチング速度よりも１００倍以上遅いので、異方性エッチングが行われて、図３Ｂの平面図に示すように｛１１１｝面で形成される角錐状の貫通孔３が得られる。
【００４３】
図３Ｃおよび図３Ｄは、上記エッチングにより、サブマウント本体１に貫通孔３を形成した様子を示す斜視図である。図３Ｃは、素子搭載面側からサブマウント本体１を見た図であり、図３Ｄは、外側面からサブマウント本体１を見た図である。図３Ｃおよび図３Ｄから分かるように、上記単結晶シリコンに異方性エッチングによって貫通孔３を形成することにより、サブマウント本体の外側面に、素子搭載面の素子側開口３１よりも面積が大きい外側開口３２を形成することができる。上記単結晶シリコンは、放熱性が比較的良好であり、通常、各種の素子のサブマウントに用いられている。したがって、通常のプレーナプロセスにより、上記貫通孔３を有するサブマウントの大量生産が可能である。
【００４４】
以下、本発明の受発光素子用サブマウントを製造する方法を説明する。
【００４５】
本発明のサブマウントに用いる単結晶シリコンの厚みは、放熱性や取扱い易さを考慮して、０．３〜０．５ｍｍ程度であるのが好ましいが、サブマウントの用途に応じて適宜選択することが可能である。
【００４６】
まず、単結晶シリコンからなる基体としての本体１の素子搭載面と外側面に、熱酸化膜８ａ，８ｂを各々形成する。なお、この熱酸化膜は、窒化膜でもよい。そして、図４Ａに示すように、上記外側面の熱酸化膜８ｂにフォトレジスト２６を形成し、このフォトレジスト２６にフォトマスク２８で所定のパターンを露光して、レジストパターンを形成する。そして、上記フォトレジスト２６が除去されて露出した熱酸化膜８ｂの部分を、ドライエッチング法等によって除去して、開口マスクパターンを形成する。この開口マスクパターンは、上記単結晶シリコンからなる本体１の厚みと、この単結晶シリコンをエッチングするエッチャントの種類および濃度等と、上記素子搭載面に形成する素子側開口の寸法とで定められる寸法に形成する。
【００４７】
続いて、上記開口マスクパターンが形成された熱酸化膜８ｂをマスクとして、ＫＯＨ（水酸化カリウム）等のアルカリ系のエッチング液を用いて、異方性エッチングを行う。図４Ｂは、上記サブマウント本体１の厚み方向の略中央まで異方性エッチングが進行した様子を示している。そして、上記異方性エッチングが素子搭載面に達すると、この面の熱酸化膜８ａによりエッチングの進行が停止する。その結果、図４Ｃに示すように、｛１１１｝方位面に平行な表面を有する貫通孔３が得られる。この後、上記熱酸化膜８ａ，８ｂを、フッ酸を使用したエッチング液等で除去する。
【００４８】
なお、本実施形態では、異方性エッチングのマスクとして熱酸化膜８ｂを使用したが、窒化膜を用いても良い。また、サブマウント本体１に単結晶シリコンを使用したが、特定の結晶方位面のエッチングレートが他の方位面よりも十分遅いものであれば、他の材料を用いてもよい。
【００４９】
上記サブマウント本体１に形成した貫通孔３に、受発光素子に対して入射または出射する光の反射面を形成する。上記異方性エッチングにより形成した貫通孔３の表面は平坦であるが、反射すべき光の波長によっては、シリコンが露出した表面では、十分な反射率が得られない場合がある。そこで、上記貫通孔３の表面に、ＡｌやＡｕ等のような反射率が比較的高い金属を用いた金属膜を形成するのが好ましい。
【００５０】
ここで、上記金属膜を蒸着によって形成する場合、上記ＡｕやＡｌがシリコン中に拡散したり、蒸着膜がシリコンの影響により結晶化したりする場合がある。したがって、図５Ａに示すように、上記貫通孔３のシリコンが露出する内側面に、高融点金属膜６を形成し、この高融点金属膜６の表面に、上記ＡｕおよびＡｌからなる金属膜５を形成するのが好ましい。
【００５１】
また、図５Ｂに示すように、上記貫通孔３のシリコンが露出する内側面に、酸化膜や窒化膜等のようなアモルファス状態の絶縁膜７を形成し、この絶縁膜７の表面に反射膜５を形成することにより、表面粗度の小さい優れた反射面が得られる。
【００５２】
また、上記貫通孔３の内側面に、例えばＴｉ，Ｃｒ，Ｔａを含む高融点金属膜を形成し、この高融点金属膜の表面に、酸化膜や窒化膜等からなる絶縁膜を形成し、この絶縁膜の表面に、ＡｕおよびＡｌからなる金属膜を形成してもよい。これにより、耐久性が良好で高反射率の反射面を得ることができる。
【００５３】
本実施形態の受発光素子用サブマウントの製造方法において、上記異方性エッチングで外側面に形成される外側開口３２は、図６Ａに示すように、熱酸化膜８ｂの開口マスクパターンによって、寸法が高精度に定まる。一方、上記素子側面に形成される素子側開口３１は、上記本体１の厚みに応じて寸法が変動する。例えば、図６Ｂ，６Ｃ，６Ｄに示すように、本体１の厚みがｔ１＜ｔ２＜ｔ３の順で大きい場合、上記素子側開口３１の寸法は、ｗ１＞ｗ２＞ｗ３の順に小さくなる。すなわち、上記本体１の厚みと、上記素子側開口３１の寸法が、反比例の関係になる。したがって、上記素子側開口３１の寸法に高い精度が要求される場合に問題となる。
【００５４】
ここで、上記単結晶シリコン基板を強アルカリ水溶液でエッチングした場合、｛１１１｝方位面はエッチング速度が他の方位面よりも遅いが、全くエッチングされないのではない。したがって、エッチング時間やエッチングレート等を調節することによって、上記素子側開口３１の寸法を調整することが可能であるが、上記エッチング速度が遅いことに起因して、多大な手間が必要となる。
【００５５】
したがって、上記異方性エッチングが完了した後、上記本体１の素子搭載面４の部分を研磨することによって、上記素子側開口３１の寸法を調整するのが好ましい。すなわち、上記貫通孔３の内側面は、素子搭載面に対して所定の角度で傾斜しているので、上記本体１の素子搭載面４の部分を研磨する厚みを調節することにより、上記素子側開口３１の寸法を高精度に調節できる。したがって、上記本体１の厚みを、上記異方性エッチングを行う前において設計値よりも大きく形成し、上記異方性エッチングを行った後に、上記素子側開口３１の寸法を調整すると共に本体１の厚みを調節するのが好ましい。なお、上記異方性エッチングを行う前の段階で、上記本体１の厚みを所定の厚みに形成しても良い。
【００５６】
上記実施形態の受発光素子用サブマウントは、上記素子側開口３１を囲む絶縁膜を備えるのが好ましい。図７Ａは、サブマウント側の電極４１を、上記素子側開口３１を囲むように形成し、この電極４１に、発光素子１１の電極１３を接続した様子を示す図である。上記サブマウントの電極４１と、発光素子の電極１３は、ＡｇペーストやＡｕＳｎ等によるロウ材４３で接続する。ここで、上記電極４１は、上記素子側開口３１を囲むように形成しているので、この電極４１の素子側開口３１側の端部から上記ロウ材４３が貫通孔内に拡散する場合がある。これにより、上記貫通孔内の金属からなる反射膜５にロウ材４３が接触し、上記反射膜５の光の反射性能が低下する不都合が生じる。したがって、図７Ｂに示すように、上記サブマウント側の電極４２の素子側開口３１の側の端部を、この開口３１よりも離間させて、上記素子側開口３１の周りに絶縁膜８ｂを露出させるのが好ましい。こうして、上記素子側開口３１を絶縁膜８ｂの部分で囲むことによって、上記ロウ材が貫通孔内に侵入することを防止できる。また、上記反射膜５の受発光素子側の端部または表面に、ＳｉＯ２等からなる絶縁膜を配置して、上記ロウ材の侵入を防止してもよい。
【００５７】
また、本実施形態の受発光素子用サブマウントは、図８Ａに示すように、平面において矩形の開口３１，３２を形成するのに適している。したがって、受光素子の受光部および発光素子の発光部が平面において円形であると、この受光部および発光部が素子側開口３１よりも小さい形状Ｓ１である場合、図８Ｂで示すように、上記素子開口３１において光が通過しない部分の割合が比較的大きくなる。一方、上記受光部および発光部が素子側開口３１よりも大きい形状Ｓ２である場合、図８Ｂで示すように、全ての光が上記素子開口３１を通過しなくなる。したがって、上記受発光素子と、この受発光素子を用いた機器の外部との間の光伝達効率が低下する問題が生じ得る。したがって、本実施形態の受発光素子用サブマウントは、図８Ｃに示すように、平面において矩形をなして素子側開口３１と略同一の形状および面積の受光部および発光部を有する受発光素子を搭載するのが、光伝達性能を向上する上で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態の発光素子用サブマウントを示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態の受光素子用サブマウントを示す概略断面図である。
【図３Ａ】サブマウント本体を形成する単結晶シリコンウェハを示す斜視図である。
【図３Ｂ】単結晶シリコンウェハを用いたサブマウント本体に、貫通孔を形成した様子を示す平面図である。
【図３Ｃ】素子搭載面側からサブマウント本体を見た様子を示す斜視図である。
【図３Ｄ】外側面からサブマウント本体を見た様子を示す斜視図である。
【図４Ａ】サブマウント本体の表面に開口マスクパターンを形成する様子を示す断面図である。
【図４Ｂ】サブマウント本体に異方性エッチングを行う様子を示す断面図である。
【図４Ｃ】サブマウント本体に貫通孔を形成した様子を示す断面図である。
【図５Ａ】貫通孔内に、反射面を形成した様子を示す断面図である。
【図５Ｂ】貫通孔内に、他の反射面を形成した様子を示す断面図である。
【図６Ａ】サブマウント本体に形成した貫通孔を示す断面図である。
【図６Ｂ】サブマウント本体の厚みの寸法と、素子側開口の寸法との関係を示す断面図である。
【図６Ｃ】サブマウント本体の厚みの寸法と、素子側開口の寸法との関係を示す断面図である。
【図６Ｄ】サブマウント本体の厚みの寸法と、素子側開口の寸法との関係を示す断面図である。
【図７Ａ】発光素子の電極を接続するロウ材が、サブマウントの反射面に拡散した様子を示す断面図である。
【図７Ｂ】ロウ材の反射面への拡散を防止する構造を示す断面図である。
【図８Ａ】サブマウント本体の開口を示す平面図である。
【図８Ｂ】矩形の発光部および受光部の形状と、サブマウント本体の開口の形状とを重ねて示した図である。
【図８Ｃ】円形の発光部および受光部の形状と、サブマウント本体の開口の形状とを重ねて示した図である。
【図９Ａ】図９Ａは、従来のサブマウントを備えた導光装置を示す断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、従来のサブマウントに発光素子を接続する様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  サブマウント本体
３  貫通孔
４  素子搭載面
１１  発光素子
１２  発光素子の発光部
１３  電極
３１  素子側開口
３２  外側開口
【図１】
2005150393.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2005150393.tif 000008
【図４Ａ】
2005150393.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
2005150393.tif 000012
【図５Ｂ】
2005150393.tif 000013
【図６Ａ】
2005150393.tif 000014
【図６Ｂ】
2005150393.tif 000015
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
2005150393.tif 000017
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2005150393.tif 000019
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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