(57)【要約】  テラヘルツ装置は、テラヘルツ素子と、封止樹脂と、配線層と、枠状部材とを備える。前記テラヘルツ素子は、テラヘルツ波と電気エネルギーとの変換を行う。前記テラヘルツ素子は、第１方向において離間する素子主面および素子裏面を有する。前記封止樹脂は、前記テラヘルツ素子を覆う。前記配線層は、前記テラヘルツ素子に導通する。前記枠状部材は、導電体からなり、前記第１方向に見て、前記テラヘルツ素子の周囲に配置されている。前記枠状部材は、テラヘルツ波を反射可能な反射面を有する。
2020039848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向において互いに離間する素子主面および素子裏面を有し、テラヘルツ波と電気エネルギーとの変換を行うテラヘルツ素子と、
前記テラヘルツ素子を覆う封止樹脂と、
前記テラヘルツ素子に導通する配線層と、
前記第１方向に見て、前記テラヘルツ素子の周囲に配置された、導電体からなる枠状部材と、
を備えており、
前記枠状部材は、前記テラヘルツ波を反射可能な反射面を有する、
テラヘルツ装置。
【請求項２】
前記テラヘルツ素子は、前記素子主面および前記素子裏面に挟まれ、かつ、前記素子主面および前記素子裏面に繋がる素子側面を、さらに有しており、
前記封止樹脂の一部は、前記素子側面と前記枠状部材との間に介在する、
請求項１に記載のテラヘルツ装置。
【請求項３】
前記枠状部材は、前記配線層から離間して配置されている、
請求項２に記載のテラヘルツ装置。
【請求項４】
前記枠状部材は、前記第１方向に見て、前記テラヘルツ素子を囲む環状である、
請求項３に記載のテラヘルツ装置。
【請求項５】
前記枠状部材は、前記反射面としての内周面と、外周面とを有しており、
前記枠状部材には、前記第１方向に見て、前記内周面から前記外周面に繋がるスリットが形成されている、
請求項４に記載のテラヘルツ装置。
【請求項６】
前記枠状部材は、前記第１方向に見て、前記スリットによって分離された複数の金属個物を含んでおり、
前記複数の金属個物の各長辺方向の長さの和は、前記スリットを挟んで配置される２つの金属個物の離間距離の和よりも小さい、
請求項５に記載のテラヘルツ装置。
【請求項７】
前記素子裏面に対向する支持基板主面、および、前記支持基板主面と反対側を向く支持基板裏面を有し、前記テラヘルツ素子を支持する支持基板をさらに備える、
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項８】
前記配線層に導通し、前記封止樹脂から露出する外部電極をさらに備える、
請求項７に記載のテラヘルツ装置。
【請求項９】
前記支持基板を貫通し、前記配線層および前記外部電極を導通させる貫通電極をさらに備えている、
請求項８に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１０】
前記支持基板には、前記支持基板主面から前記支持基板裏面まで繋がる貫通孔が形成されており、
前記貫通電極は、前記貫通孔に充填されている、
請求項９に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１１】
前記配線層は、前記支持基板上に形成されており、
前記テラヘルツ素子と前記配線層との間に介在し、かつ、前記テラヘルツ素子と前記配線層とを導通接合する接合層をさらに備えている、
請求項７ないし請求項１０のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１２】
前記枠状部材は、前記支持基板主面から起立する、
請求項７ないし請求項１１のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１３】
前記素子主面は、前記第１方向に直交する第２方向に見て、前記枠状部材に重なる、
請求項１２に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１４】
前記テラヘルツ素子とは異なる半導体素子をさらに備えており、
前記枠状部材は、前記第１方向に見て前記テラヘルツ素子および前記半導体素子を包囲する、
請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１５】
前記テラヘルツ素子とは異なる半導体素子をさらに備えており、
前記半導体素子は、前記第１方向に見て前記枠状部材の外方に配置されている、
請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１６】
前記第１方向に見て前記素子主面に重なり、前記テラヘルツ波の出射を制御する出射制御部材をさらに備える、
請求項１ないし請求項１５のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１７】
前記封止樹脂は、前記素子主面と同じ方向を向く樹脂主面、および、前記第１方向において前記樹脂主面と反対側を向く樹脂裏面を有しており、
前記樹脂主面は、前記樹脂裏面よりも粗面である、
請求項１ないし請求項１６のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１８】
前記素子主面は、前記封止樹脂から露出している、
請求項１ないし請求項１７のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１９】
第１方向において互いに離間する素子主面および素子裏面を有し、テラヘルツ波と電気エネルギーとの変換を行うテラヘルツ素子を備えるテラヘルツ装置の製造方法であって、
前記第１方向において互いに反対側を向く支持基板主面および支持基板裏面を有する支持基板を用意する支持基板用意工程と、
導電体からなる枠状部材を前記支持基板に形成する枠状部材形成工程と、
前記テラヘルツ素子に導通する配線層を形成する配線層形成工程と、
前記枠状部材が前記第１方向に見て前記テラヘルツ素子の周囲に配置されるように、前記テラヘルツ素子を前記支持基板に搭載する素子搭載工程と、
前記テラヘルツ素子を覆う封止樹脂を形成する樹脂形成工程と、
前記支持基板を研削する研削工程と、
を有しており、
前記枠状部材は、前記テラヘルツ波を反射可能な反射面を有している、
テラヘルツ装置の製造方法。
【請求項２０】
前記配線層に導通する外部電極を形成する外部電極形成工程と、
前記支持基板を貫通し、前記配線層および前記外部電極を導通させる貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、をさらに有しており、
前記配線層形成工程において、前記配線層を前記支持基板主面上に形成しており、
前記研削工程において、前記支持基板裏面から前記貫通電極が露出するまで、前記支持基板裏面から前記支持基板を研削し、
前記外部電極形成工程は、前記支持基板裏面から露出した前記貫通電極の表面に前記外部電極を形成する、
請求項１９に記載のテラヘルツ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、テラヘルツ装置および当該テラヘルツ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トランジスタなどの電子デバイスの微細化が進み、電子デバイスの大きさがナノサイズになってきたため、量子効果と呼ばれる現象が観測されるようになっている。そして、この量子効果を利用した超高速デバイスや新機能デバイスの実現を目指した開発が進められている。そのような環境の中で、特に、周波数が０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚであるテラヘルツ帯と呼ばれる周波数領域を利用して大容量通信や情報処理、あるいはイメージングや計測などを行う試みが行われている。この周波数領域は、光と電波との両方の特性を兼ね備えており、この周波数帯で動作するデバイスが実現されれば、上述したイメージング、大容量通信・情報処理のほか、物性、天文、生物などのさまざまな分野における計測など、多くの用途に利用されうる。【０００３】
テラヘルツ帯の周波数の高周波電磁波を発振する素子としては、共鳴トンネルダイオード（ＲＴＤ：Resonant Tunneling Diode）と微細スロットアンテナを集積する構造のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８０４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、テラヘルツ素子をモジュール化する上で、好ましいパッケージ構造のテラヘルツ装置を提供することをその主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の側面によって提供されるテラヘルツ装置は、第１方向において離間する素子主面および素子裏面を有し、テラヘルツ波と電気エネルギーとの変換を行うテラヘルツ素子と、前記テラヘルツ素子を覆う封止樹脂と、前記テラヘルツ素子に導通する配線層と、前記第１方向に見て、前記テラヘルツ素子の周囲に配置された、導電体からなる枠状部材と、を備えており、前記枠状部材は、前記テラヘルツ波を反射可能な反射面を有する。【０００７】
本開示の第２の側面によって提供されるテラヘルツ装置の製造方法は、第１方向において互いに離間する素子主面および素子裏面を有し、テラヘルツ波と電気エネルギーとの変換を行うテラヘルツ素子を備えるテラヘルツ装置の製造方法であって、前記第１方向において互いに反対側を向く支持基板主面および支持基板裏面を有する支持基板を用意する支持基板用意工程と、導電体からなる枠状部材を前記支持基板に形成する枠状部材形成工程と、前記テラヘルツ素子に導通する配線層を形成する配線層形成工程と、前記枠状部材が前記第１方向に見て前記テラヘルツ素子の周囲に配置されるように、前記テラヘルツ素子を前記支持基板に搭載する素子搭載工程と、前記テラヘルツ素子を覆う封止樹脂を形成する樹脂形成工程と、前記支持基板を研削する研削工程と、を有しており、前記枠状部材は、前記テラヘルツ波を反射可能な反射面を有している。
【発明の効果】
【０００８】
本開示のテラヘルツ装置によれば、テラヘルツ素子をモジュール化する上で、好ましいパッケージ構造をとることができる。また、本開示のテラヘルツ装置の製造方法によれば、テラヘルツ素子をモジュール化する上で、好ましいパッケージ構造のテラヘルツ装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態にかかるテラヘルツ装置を示す平面図である。
【図２】第１実施形態にかかるテラヘルツ装置を示す底面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】テラヘルツ素子の平面パターン模式図の一例である。
【図５】テラヘルツ素子の断面模式図の一例である。
【図６】図５の部分拡大図である。
【図７】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図８】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図９】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図１０】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図１１】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す平面図である。
【図１２】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図１３】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図１４】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す平面図である。
【図１５】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図１６】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図１７】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図１８】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図１９】第１実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図２０】変形例にかかる貫通電極を示す断面図である。
【図２１】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図２２】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図２３】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図２４】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図２５】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図２６】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図２７】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図２８】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図２９】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図３０】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図３１】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図３２】枠状部材がとりうる他の形状を示す平面図である。
【図３３】第１実施形態の第１変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図３４】第１実施形態の第２変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図３５】第１実施形態の第３変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図３６】第１実施形態の第４変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図３７】第１実施形態の第５変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図３８】第１実施形態の第６変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図３９】第２実施形態にかかるテラヘルツ装置を示す平面図である。
【図４０】図３９のＸＬ−ＸＬ線に沿う断面図である。
【図４１】第２実施形態の変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図４２】第３実施形態にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図４３】第３実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図４４】第３実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図４５】第３実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図４６】第３実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図４７】第３実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図４８】第３実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図４９】第３実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図５０】第３実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図５１】第３実施形態のテラヘルツ装置の製造方法にかかる一工程を示す断面図である。
【図５２】第３実施形態の変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図５３】第４実施形態にかかるテラヘルツ装置を示す平面図である。
【図５４】図５３のＬＩＶ−ＬＩＶ線に沿う断面図である。
【図５５】第４実施形態の変形例にかかるテラヘルツ装置を示す平面図である。
【図５６】図５５のＬＶＩ−ＬＶＩ線に沿う断面図である。
【図５７】第５実施形態にかかるテラヘルツ装置を示す平面図である。
【図５８】図５７のＬＶＩＩＩ−ＬＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図５９】第５実施形態の第１変形例にかかるテラヘルツ装置を示す平面図である。
【図６０】図５９のＬＸ−ＬＸ線に沿う断面図である。
【図６１】第５実施形態の第２変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図６２】第６実施形態にかかるテラヘルツ装置を示す平面図である。
【図６３】第６実施形態にかかるテラヘルツ装置を示す平面図である。
【図６４】第６実施形態にかかるテラヘルツ装置を示す底面図である。
【図６５】図６５の一部を拡大した部分拡大図である。
【図６６】図６３のＬＸＶＩ−ＬＸＶＩ線に沿う断面図である。
【図６７】図６６の一部を拡大した部分拡大断面図である。
【図６８】第６実施形態の支持基板の凹部の異なる態様を示す底面図である。
【図６９】第６実施形態の支持基板の凹部の異なる態様を示す底面図である。
【図７０】第６実施形態の貫通電極の異なる態様を示す平面図である。
【図７１】第６実施形態の貫通電極の異なる態様を示す平面図である。
【図７２】第６実施形態の外部電極の異なる態様を示す平面図である。
【図７３】第６実施形態の外部電極の異なる態様を示す平面図である。
【図７４】第６実施形態の外部電極の異なる態様を示す平面図である。
【図７５】第６実施形態の第１変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図７６】第６実施形態の第１変形例にかかるテラヘルツ装置の他の態様を示す断面図である。
【図７７】第６実施形態の第２変形例にかかるテラヘルツ装置を示す断面図である。
【図７８】第６実施形態の第２変形例にかかるテラヘルツ装置の他の態様を示す断面図である。
【図７９】第６実施形態の第２変形例にかかるテラヘルツ装置の他の態様を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示のテラヘルツ装置およびテラヘルツ装置の製造方法の好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。
【００１１】
図１〜図３は、本開示の第１実施形態にかかるテラヘルツ装置Ａ１を示している。第１実施形態のテラヘルツ装置Ａ１は、これらの図に示すように、テラヘルツ素子１、支持基板２、内部電極３、外部電極４、接合層５、枠状部材６および封止樹脂７を備えている。内部電極３は、配線層３１および貫通電極３２を含んでいる。
【００１２】
図１は、テラヘルツ装置Ａ１を示す平面図である。なお、図１において、封止樹脂７を想像線（二点鎖線）で示している。図２は、テラヘルツ装置Ａ１を示す底面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。説明の便宜上、互いに直交する３つの方向を、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と定義する。ｚ方向は、テラヘルツ装置Ａ１の厚さ方向である。ｘ方向は、テラヘルツ装置Ａ１の平面図（図１参照）における左右方向である。ｙ方向は、テラヘルツ装置Ａ１の平面図（図１参照）における上下方向である。なお、理解の便宜上、ｚ方向において、一方（たとえば図３の上方向）を上方、他方（たとえば図３の下方向）を下方ということがあるが、テラヘルツ装置Ａ１の使用時などの姿勢を限定するものはない。
【００１３】
テラヘルツ素子１は、テラヘルツ帯の電磁波と電気エネルギーとの変換を行う素子である。なお、電磁波とは、光および電波のいずれか一方あるいは両方の概念を含むものとしている。テラヘルツ素子１は、入力される電気エネルギーをテラヘルツ帯の電磁波に変換する。これにより、テラヘルツ波を発振する。なお、テラヘルツ素子１は、テラヘルツ波を受信し、電気エネルギーに変換するものであってもよい。さらに、テラヘルツ素子１は、テラヘルツ波の発振および受信の両方を行うものであってもよい。テラヘルツ素子１は、ｚ方向に見て（以下、「平面視」ともいう）矩形状である。なお、テラヘルツ素子１の平面視形状は、矩形状に限定されず、円形状、楕円形状あるいは多角形状であってもよい。テラヘルツ素子１は、フリップチップ実装されうる形式のものである。テラヘルツ素子１のｚ方向寸法は、たとえば、発振するテラヘルツ波の周波数に応じて設計されている。具体的には、テラヘルツ素子１のｚ方向寸法は、テラヘルツ波の波長λの１／２倍（すなわち、λ／２）の整数倍である。素子基板１１と空気との界面においては、テラヘルツ波が自由端反射する。よって、テラヘルツ素子１のｚ方向寸法を上記のように設定することで、位相を揃えた定在波をテラヘルツ素子１の内部で励起させることができる。なお、テラヘルツ素子１のｚ方向寸法は、テラヘルツ波の周波数が高いほど、ｚ方向寸法は小さくなり、テラヘルツ波の周波数が低いほど、ｚ方向寸法は大きくなる。
【００１４】
テラヘルツ素子１は、素子主面１０１、素子裏面１０２および複数の素子側面１０３を有している。素子主面１０１および素子裏面１０２は、ｚ方向において、離間し、かつ、互いに反対側を向く。素子裏面１０２から、テラヘルツ素子１の電極（後述する第１導電体層１３および第２導電体層１４の一部）が露出している。複数の素子側面１０３はそれぞれ、素子主面１０１および素子裏面１０２に挟まれ、かつ、これらに繋がる。各素子側面１０３は、ｚ方向の一方（図３の上方）の端縁が素子主面１０１に繋がり、ｚ方向の他方（図３の下方）の端縁が素子裏面１０２に繋がる。テラヘルツ素子１は、平面視矩形状であるため、ｘ方向において離間しかつ互いに反対側を向く一対の素子側面１０３と、ｙ方向において離間しかつ互いに反対側を向く一対の素子側面１０３との、４つの素子側面１０３を有している。テラヘルツ素子１は、素子主面１０１が能動面であって、当該能動面側において、テラヘルツ波の発振（あるいは受信、またはその両方）を行う。
【００１５】
本実施形態において、テラヘルツ素子１のテラヘルツ波の発振点は、平面視におけるテラヘルツ素子１の中心位置Ｐ１（図１参照）である。このとき、各素子側面１０３と発振点（中心位置Ｐ１）との垂直距離ｘ１は、ｘ１＝（λ’InP／２）＋（（λ’InP／２）×Ｎ）である（Ｎは０以上の整数：Ｎ＝０，１，２，３，・・・）。なお、λ’InPは、テラヘルツ素子１の内部を伝達するテラヘルツ波の実効的な波長である。λ’InPは、テラヘルツ素子１（後述する素子基板１１）の屈折率をｎ１、ｃを光速、ｆcをテラヘルツ波の中心周波数としたとき、λ’InP＝（１／ｎ１）×（ｃ／ｆc）で算出される。垂直距離ｘ１を上記のように設定することで、テラヘルツ素子１から発振されたテラヘルツ波は、各素子側面１０３で自由端反射する。よって、テラヘルツ素子１自体が、テラヘルツ装置Ａ１における共振器（１次共振器）として設計されている。なお、各素子側面１０３において、テラヘルツ波の発振点までの垂直距離ｘ１は、各々が上記計算式によって算出される値であれば、素子側面１０３毎に異なる値であってもよい。よって、テラヘルツ波の発振点は、平面視における中心位置Ｐ１に限定されない。
【００１６】
図４〜図６は、テラヘルツ素子１の詳細な構成の一例を示している。図４は、テラヘルツ素子１の平面パターンの模式図の一例である。図５は、テラヘルツ素子１の断面の模式図の一例である。図６は、図５の部分拡大図である。テラヘルツ素子１は、素子基板１１、能動素子１２、第１導電体層１３および第２導電体層１４を備えている。
【００１７】
素子基板１１は、半導体よりなり、半絶縁性を有する。素子基板１１を構成する半導体は、たとえば、ＩｎＰ（リン化インジウム）であるが、ＩｎＰ以外の半導体であってもよい。素子基板１１がＩｎＰである場合、その屈折率（絶対屈折率）は、約３．４である。
【００１８】
能動素子１２は、テラヘルツ帯の電磁波と電気エネルギーとの変換を行う。能動素子１２は、典型的にはＲＴＤである。能動素子１２は、ＲＴＤ以外のダイオードや、トランジスタによって構成されていてもよい。能動素子１２としては、たとえば、タンネット（ＴＵＮＮＥＴＴ：Tunnel Transit Time）ダイオード、インパット（ＩＭＰＡＴＴ：Impact Ionization Avalanche Transit Time）ダイオード、ＧａＡｓ系電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）、ＧａＮ系ＦＥＴ、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：High Electron Mobility Transistor）、あるいは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Heterojunction Bipolar Transistor）により構成されうる。能動素子１２は、素子基板１１に形成されている。能動素子１２は、第１導電体層１３および第２導電体層１４に導通している。
【００１９】
能動素子１２を実現するための一例を、図６を用いて説明する。同図に示すように、ＧａＩｎＡｓ層１２２ａが、半導体層１２１ａ（たとえばＧａＩｎＡｓよりなる）に配置され、ｎ型不純物がドープされている。ＧａＩｎＡｓ層１２３ａは、ＧａＩｎＡｓ層１２２ａに配置され、不純物がドープされていない。ＡｌＡｓ層１２４ａがＧａＩｎＡｓ層１２３ａに配置され、ＩｎＧａＡｓ層１２５が、ＡｌＡｓ層１２４ａに配置され、ＡｌＡｓ層１２４ｂがＩｎＧａＡｓ層１２５上に位置している。ＡｌＡｓ層１２４ａとＩｎＧａＡｓ層１２５とＡｌＡｓ層１２４ｂはＲＴＤ部を構成する。ＧａＩｎＡｓ層１２３ｂは、ＡｌＡｓ層１２４ｂに配置され、不純物がドープされていない。ＧａＩｎＡｓ層１２２ｂは、ＧａＩｎＡｓ層１２３ｂに配置され、ｎ型不純物がドープされている。ＧａＩｎＡｓ層１２１ｂがＧａＩｎＡｓ層１２２ｂに配置され、ｎ型不純物が高濃度にドープされている。そして、第１導電体層１３がＧａＩｎＡｓ層１２１ｂ上に位置している。
【００２０】
図示は省略するが、図６とは異なり、ｎ型不純物を高濃度にドープされたＧａＩｎＡｓ層が、ＧａＩｎＡｓ層１２１ｂおよび第１導電体層１３の間に介在していてもよい。これにより、第１導電体層１３とＧａＩｎＡｓ層１２１ｂとのコンタクトが良好になりうる。なお、能動素子１２の構成は、テラヘルツ波を発振（あるいは受信およびその両方）可能なものであればよい。
【００２１】
第１導電体層１３および第２導電体層１４はそれぞれ、素子基板１１上に形成されている。第１導電体層１３および第２導電体層１４は互いに絶縁されている。第１導電体層１３および第２導電体層１４はそれぞれ、金属の積層構造を有する。第１導電体層１３および第２導電体層１４の各々の積層構造は、たとえばＡｕ（金）、Ｐｄ（パラジウム）およびＴｉ（チタン）が積層された構造である。あるいは、第１導電体層１３および第２導電体層１４の各々の積層構造は、ＡｕおよびＴｉが積層された構造である。第１導電体層１３および第２導電体層１４はいずれも、真空蒸着法あるいはスパッタリング法などによって形成されうる。第１導電体層１３および第２導電体層１４は、素子裏面１０２から露出している。テラヘルツ素子１は、第１導電体層１３および第２導電体層１４の一部によって、素子主面１０１側においてアンテナが集積化されている。本実施形態においては、図４に示すように、第１導電体層１３および第２導電体層１４の一部が、ダイポールアンテナを構成する。なお、ダイポールアンテナに限定されず、スロットアンテナ、ボータイアンテナあるいはリングアンテナなどの他のアンテナであってもよい。
【００２２】
なお、テラヘルツ素子１の構成は、上記したものに限定されない。たとえば、素子基板１１の能動素子１２が配置された側の面と反対側の面に、裏面反射体金属層を配置してもよい。この場合、能動素子１２から放射された電磁波（テラヘルツ波）は、当該裏面反射体金属層に反射されて、素子基板１１に対して垂直方向（ｚ方向）の面発光放射パターンを有する。なお、当該裏面反射体金属層を配置する場合は、素子基板１１と裏面反射体金属層との界面において、テラヘルツ波が固定端反射するので、位相がπずれる。よって、この場合、テラヘルツ素子１のｚ方向寸法は、テラヘルツ波の波長λとして、（λ／４）＋（λ／２の整数倍）に設計するとよい。
【００２３】
支持基板２は、テラヘルツ素子１を搭載し、テラヘルツ装置Ａ１の基礎となる支持部材である。支持基板２は、絶縁性材料である。支持基板２は、たとえばＳｉ（シリコン）の、単結晶の真性半導体材料よりなる。支持基板２は、たとえば、平面視矩形状である。また、支持基板２は、たとえば、ｚ方向寸法が５０〜２００μｍ程度である。
【００２４】
支持基板２は、支持基板主面２０１、支持基板裏面２０２および複数の支持基板側面２０３を有する。支持基板主面２０１および支持基板裏面２０２は、ｚ方向において、離間し、かつ、互いに反対側を向く。複数の支持基板側面２０３はそれぞれ、支持基板主面２０１および支持基板裏面２０２に挟まれ、かつ、これらに繋がる。各支持基板側面２０３は、ｚ方向の一方（図３の上方）の端縁が支持基板主面２０１に繋がり、ｚ方向の他方（図３の下方）の端縁が支持基板裏面２０２に繋がる。支持基板２は、ｘ方向において離間しかつ互いに反対側を向く一対の支持基板側面２０３と、ｙ方向において離間しかつ互いに反対側を向く一対の支持基板側面２０３との、４つの支持基板側面２０３を有している。
【００２５】
支持基板２には、貫通孔２１が形成されている。貫通孔２１は、支持基板主面２０１から支持基板裏面２０２までｚ方向に貫通する。貫通孔２１には貫通電極３２が充填されている。貫通孔２１は、たとえば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）であって、特に、ボッシュプロセスと呼ばれる手法により形成される。ゆえに、貫通孔２１の内壁は、スカロップと呼ばれる段々構造となっている。
【００２６】
内部電極３は、テラヘルツ装置Ａ１の内部に配置され、テラヘルツ素子１と外部電極４とを導通させる部材である。内部電極３は、配線層３１および貫通電極３２を含んでいる。
【００２７】
配線層３１は、図３に示すように、支持基板２に形成され、かつ、テラヘルツ素子１に導通する。配線層３１は、図３に示すように、支持基板主面２０１上に形成されている。配線層３１は、たとえば、図１に示すように平面視矩形状である。なお、配線層３１の形状および配置は、図示されたものに限定されず、テラヘルツ素子１の配置、貫通電極３２の配置および外部電極４の配置に応じて適宜変更される。
【００２８】
配線層３１は、配線層主面３１１および配線層裏面３１２を有する。配線層主面３１１および配線層裏面３１２は、ｚ方向において、離間し、かつ、互いに反対側を向く。配線層主面３１１は、素子主面１０１と同じ方向を向き、配線層裏面３１２は、素子裏面１０２と同じ方向を向く。
【００２９】
貫通電極３２は、支持基板２を貫通するように形成されている。貫通電極３２は、貫通孔２１にそれぞれ充填されるようにして、各貫通孔２１の内部に形成されている。上記するように、貫通孔２１の内壁がスカロップと呼ばれる段々構造であるので、貫通電極３２の側面もまた段々構造である。貫通電極３２は、支持基板主面２０１および支持基板裏面２０２のそれぞれから露出している。貫通電極３２は、支持基板主面２０１から露出する一端が配線層３１に接続し、支持基板裏面２０２から露出する他端が外部電極４に接続している。よって、貫通電極３２は、配線層３１と外部電極４とを導通させる。
【００３０】
貫通電極３２は、配線層当接面３２１および外部電極当接面３２２を有している。配線層当接面３２１は、支持基板主面２０１から露出し、配線層３１に接している。配線層当接面３２１は、上記する支持基板主面２０１から露出する一端である。外部電極当接面３２２は、支持基板裏面２０２から露出し、外部電極４に接している。外部電極当接面３２２は、上記する支持基板裏面２０２から露出する他端である。配線層当接面３２１および外部電極当接面３２２はともに、たとえば、平面視において略円形である。
【００３１】
外部電極４は、テラヘルツ装置Ａ１において露出しており、内部電極３に導通する部材である。外部電極４は、テラヘルツ装置Ａ１を電子機器などの回路基板に実装する際の端子である。外部電極４は、支持基板裏面２０２上に形成されており、貫通電極３２の外部電極当接面３２２を覆っている。外部電極４は、たとえば無電解めっきにより形成される。外部電極４は、互いに積層されたＮｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層から構成される。Ｎｉ層は、外部電極当接面３２２に接しており、Ａｕ層は、外部に露出している。また、Ｐｄ層は、Ｎｉ層とＡｕ層との間に介在する。外部電極４は、ｚ方向寸法がたとえば２〜６μｍ程度である。また、外部電極４は、図１および図３に示すように、ｚ方向に直交する方向のすべてにおいて外部電極当接面３２２よりも突き出しており、その突出量はたとえば１〜５μｍ程度である。なお、外部電極４の厚み、素材および形成方法は限定されない。たとえば、上記した積層構造において、Ｐｄ層を備えていなくてもよい。また、たとえば、無電解めっきの代わりに、フォトリソグラフィによるパターン形成および電解めっき、あるいは、再配線加工技術などによって、形成してもよい。このようにすることで、外部電極４の平面視の大きさや配置などを自由に設計することができる。また、テラヘルツ装置Ａ１において、外部電極４を覆うようにはんだバンプを形成してもよいし、外部電極４の代わりにはんだバンプを形成してもよい。
【００３２】
接合層５は、テラヘルツ素子１を内部電極３（配線層３１）に導通接合する部材である。接合層５を構成する素材は、たとえばはんだである。なお、接合層５は、導電性を有する接合材であれば、はんだに限定されない。本実施形態で用いるはんだとしては、たとえば、Ｓｎ−Ｐｂ系合金などのはんだ、あるいは、Ｓｎ−Ｓｂ系合金またはＳｎ−Ａｇ系合金などの鉛フリーはんだなどがある。なお、はんだの他に、Ａｇペーストなどであってもよい。接合層５は、テラヘルツ素子１の第１導電体層１３あるいは第２導電体層１４と、配線層３１との間に介在する。接合層５は、テラヘルツ素子１の第１導電体層１３あるいは第２導電体層１４と、配線層３１とに接して、これらを導通している。よって、接合層５により、テラヘルツ素子１は各配線層３１に固着によって搭載され、かつ、テラヘルツ素子１と配線層３１との導通が確保されている。
【００３３】
枠状部材６は、平面視において、テラヘルツ素子１の周囲に配置されている。枠状部材６は、平面視において、テラヘルツ素子１の外方に配置され、かつ、テラヘルツ素子１を包囲する。枠状部材６は、平面視形状がたとえば矩形環状である。また、枠状部材６とテラヘルツ素子１との間には、封止樹脂７の一部が介在している。枠状部材６は封止樹脂７に覆われている。枠状部材６は、導電体からなる。枠状部材６を構成する素材は、たとえばＣｕであるが、これに限定されず、テラヘルツ波を反射可能な材料であればよい。枠状部材６は、支持基板２上に形成され、支持基板主面２０１から起立している。枠状部材６は、内部電極３から離間している。枠状部材６は、ｘ方向に見て、配線層３１に重なる部分があり、ｙ方向に見て、配線層３１に重なる部分がある。また、枠状部材６は、平面視において、配線層３１に重ならない。枠状部材６は、たとえば電解めっきにより形成される。
【００３４】
枠状部材６は、内周面６１、外周面６２および頂面６３を有している。内周面６１は、平面視における枠状部材６の内周によって形成される面である。外周面６２は、平面視における枠状部材６の外周によって形成される面である。内周面６１は、テラヘルツ素子１の各素子側面１０３に対向している。内周面６１は、テラヘルツ素子１の各素子側面１０３と略平行である。頂面６３は、図３において、上方を向く面である。頂面６３は、封止樹脂７から露出している。なお、枠状部材６は、内周面６１から外周面６２に貫通する貫通穴が設けられていてもよい。
【００３５】
本実施形態において、各素子側面１０３とこれに対向する内周面６１との離間距離ｘ２は、ｘ２＝（λ’Resin／４）＋（（λ’Resin／２）×Ｎ）である（Ｎは０以上の整数：Ｎ＝０，１，２，３，・・・）。なお、λ’Resinは、封止樹脂７を伝達するテラヘルツ波の実効的な波長である。λ’Resinは、封止樹脂７の屈折率をｎ２、ｃを光速、ｆcをテラヘルツ波の中心周波数としたとき、λ’Resin＝（１／ｎ２）×（ｃ／ｆc）で形成される。離間距離ｘ２を上記のように設定することで、テラヘルツ素子１から発振されたテラヘルツ波は、内周面６１で固定端反射する。よって、枠状部材６において、内周面６１が、テラヘルツ素子１から発振されたテラヘルツ波を反射させる反射面と機能し、特に、内周面６１は、テラヘルツ波を共振反射させる。よって、枠状部材６は、テラヘルツ波を共振させる共振器（二次共振器）として機能する。なお、本実施形態において、枠状部材６のｚ方向寸法は、特に限定されないが、内周面６１が反射面として機能するように設計されていることが望ましい。なお、各素子側面１０３とこれに対向する内周面６１との対における各離間距離ｘ２は、各々が上記計算式によって算出される値であれば、その対ごとに異なっていてもよい。
【００３６】
封止樹脂７は、支持基板主面２０１上に形成され、テラヘルツ素子１、配線層３１、接合層５および枠状部材６を覆う。封止樹脂７は、電気絶縁性を有する樹脂材料からなる。この樹脂材料は、たとえば黒色のエポキシ樹脂である。封止樹脂７の屈折率（絶対屈折率）は、たとえば約１．５５である。なお、当該屈折率は、封止樹脂７の材質に応じた値である。
【００３７】
封止樹脂７は、樹脂主面７０１、樹脂裏面７０２および複数の樹脂側面７０３を有する。樹脂主面７０１および樹脂裏面７０２は、ｚ方向において、離間し、かつ、互いに反対側を向く。樹脂主面７０１は、素子主面１０１と同じ方向を向き、樹脂裏面７０２は、素子裏面１０２と同じ方向を向く。樹脂主面７０１は、平坦であってもよいし、たとえばエッチングにより樹脂裏面７０２よりも粗面であってもよい。なお、樹脂主面７０１が粗面である場合、樹脂主面７０１と外気との界面での反射率が下がり、テラヘルツ波の出射効率が向上する。ただし、樹脂主面７０１の粗面の粗さが大きいとテラヘルツ波の出射パターンに影響するため、その粗さは、テラヘルツ波の波長λの１／４倍（すなわち、λ／４）以下にすることが望ましい。樹脂裏面７０２は、支持基板２（支持基板主面２０１）に接する。複数の樹脂側面７０３はそれぞれ、樹脂主面７０１および樹脂裏面７０２に挟まれ、かつ、これらに繋がる。封止樹脂７は、ｘ方向において離間しかつ互いに反対側を向く一対の樹脂側面７０３と、ｙ方向において離間しかつ互いに反対側を向く一対の樹脂側面７０３との、４つの樹脂側面７０３を有している。ｘ方向の各々を向く各樹脂側面７０３は、ｘ方向の各々を向く各支持基板側面２０３と面一であり、ｙ方向の各々を向く各樹脂側面７０３は、ｙ方向の各々を向く各支持基板側面２０３と面一である。
【００３８】
封止樹脂７は、素子主面１０１を覆っている。また、封止樹脂７の一部は、各素子側面１０３と枠状部材６の内周面６１との間に介在している。
【００３９】
次に、図７〜図１９に基づき、テラヘルツ装置Ａ１の製造方法の一例について説明する。図７〜図１９のうち、図１２および図１５は、テラヘルツ装置Ａ１の製造方法にかかる工程を示す平面図である。図７〜図１９のうち、図１２および図１５以外の図は、テラヘルツ装置Ａ１の製造方法にかかる工程を示す断面図である。当該断面は、図３に示す断面に対応している。
【００４０】
まず、図７に示すように、支持基板８２０を用意し、用意した支持基板８２０に溝８２９を形成する。支持基板８２０は、後にテラヘルツ装置Ａ１の支持基板２となり、溝８２９は、後にテラヘルツ装置Ａ１の貫通孔２１となる。支持基板８２０を用意する工程（支持基板用意工程）においては、たとえばＳｉの単結晶真性半導体材料である支持基板８２０を用意する。支持基板８２０は、上記テラヘルツ装置Ａ１の支持基板２が複数個取りできるサイズである。よって、本開示における製造工程においては、複数のテラヘルツ装置Ａ１を一括して製造する手法を前提としている。支持基板８２０は、図７に示すように、ｚ方向において互いに反対側を向く支持基板主面８２０ａおよび支持基板裏面８２０ｂを有している。支持基板主面８２０ａは、後に支持基板主面２０１となる部分である。続いて、溝８２９を形成する工程（溝形成工程）においては、たとえば、反応性エッチングであって、特に、ボッシュプロセスと呼ばれる手法により行う。このボッシュプロセスによって溝８２９を形成することで、溝８２９の内壁は、スカロップと呼ばれる段々構造となる。本実施形態においては支持基板８２０の支持基板主面８２０ａからの深さがたとえば５０μｍ以上である溝８２９を、形成する。なお、溝８２９の深さは、製造するテラヘルツ装置Ａ１の支持基板２の厚み（ｚ方向寸法）に応じて、適宜設定すればよい。
【００４１】
次いで、図８に示すように、下地層８３０ａを形成する。下地層８３０ａのうち、支持基板主面８２０ａに形成された一部分は、後にテラヘルツ装置Ａ１の配線層３１の一部となり、また、支持基板主面８２０ａに形成された他の一部分は、後にテラヘルツ装置Ａ１の枠状部材６の一部となる。さらに、下地層８３０ａのうち、溝８２９の内壁に形成された部分は、後にテラヘルツ装置Ａ１の貫通電極３２の一部となる。下地層８３０ａを形成する工程（下地層形成工程）は、たとえばスパッタリング法による。本実施形態にかかる下地層８３０ａは、互いに積層されたＴｉ層およびＣｕ層から構成され、その厚みは２００〜８００ｎｍ程度である。下地層形成工程においては、支持基板主面８２０ａおよび溝８２９の内壁のすべてを覆うように、Ｔｉ層を形成した後に、形成したＴｉ層に接するＣｕ層を形成する。
【００４２】
次いで、図９に示すように、第１めっき層８３０ｂを形成する。第１めっき層８３０ｂの一部は、後にテラヘルツ装置Ａ１の配線層３１の一部となり、第１めっき層８３０ｂの他の一部は、後にテラヘルツ装置Ａ１の貫通電極３２の一部となる。第１めっき層８３０ｂの形成は、たとえばフォトリソグラフィによるパターン形成、および、電解めっきにより行う。第１めっき層８３０ｂを形成する工程（第１めっき層形成工程）では、まず、第１めっき層８３０ｂを形成するためのレジスト（図示略）をフォトリソグラフィによりパターニングする。このレジストのパターニングにおいては、スピンコート法により、下地層８３０ａの全面を覆うように感光性レジストを塗布する。そして、当該感光性レジストに対して、露光・現像を行うことによって、パターニングを行う。これにより、パターンを構成するレジストが形成され、当該レジストから下地層８３０ａの一部が露出する。このレジストから露出する領域が、第１めっき層８３０ｂを形成する領域である。続いて、下地層８３０ａを導電経路とした電解めっきにより、第１めっき層８３０ｂを形成する。第１めっき層８３０ｂは、レジストから露出した下地層８３０ａ上に析出される。第１めっき層８３０ｂは、たとえばＣｕから構成される。その後、不要なレジストを除去することで、図９に示す第１めっき層８３０ｂが形成される。第１めっき層８３０ｂは、図９に示すように、支持基板主面８２０ａの一部を覆う部分と、溝８２９に充填された部分とを含んでいる。
【００４３】
次いで、図１０に示すように、接合層８５０を形成する。接合層８５０が、テラヘルツ装置Ａ１の接合層５に対応する。接合層８５０の形成は、たとえばフォトリソグラフィによるパターン形成、および、電解めっきにより行う。接合層８５０を形成する工程（接合層形成工程）においては、まず、接合層８５０を形成するためのレジスト（図示略）をフォトリソグラフィによりパターニングする。これにより、パターンを構成するレジストが形成され、当該レジストから第１めっき層８３０ｂの一部が露出する。このレジストから露出する領域が接合層８５０を形成する領域である。続いて、下地層８３０ａおよび第１めっき層８３０ｂを導電経路とした電解めっきにより、接合層８５０を形成する。接合層８５０は、レジストから露出した第１めっき層８３０ｂ上に積層される。接合層８５０は、たとえばはんだである。その後、不要なレジストを除去することで、図１０に示す接合層８５０が形成される。
【００４４】
次いで、図１１および図１２に示すように、第２めっき層８３０ｃを形成する。第２めっき層８３０ｃの一部は、後にテラヘルツ装置Ａ１の枠状部材６となる。第２めっき層８３０ｃの形成は、フォトリソグラフィによるパターン形成、および、電解めっきにより行う。第２めっき層８３０ｃを形成する工程（第２めっき層形成工程）では、まず、第２めっき層８３０ｃを形成するためのレジスト（図示略）をフォトリソグラフィによりパターニングする。これにより、パターンを構成するレジストが形成され、当該レジストから下地層８３０ａの一部が露出する。このレジストから露出する領域が第２めっき層８３０ｃを形成する領域である。続いて、下地層８３０ａを導電経路とした電解めっきにより、第２めっき層８３０ｃを形成する。第２めっき層８３０ｃは、レジストから露出した下地層８３０ａ上に積層される。第２めっき層８３０ｃは、たとえばＣｕから構成される。その後、不要なレジストを除去することで、図１１および図１２に示す第２めっき層８３０ｃが形成される。形成された第２めっき層８３０ｃは、図１２に示すように、平面視において、矩形環状である。この時点において、第１めっき層８３０ｂおよび接合層８５０は、平面視において、第２めっき層８３０ｃに囲まれている。
【００４５】
次いで、図１３に示すように、支持基板主面８２０ａにおいて第１めっき層８３０ｂおよび第２めっき層８３０ｃに覆われていない不要な下地層８３０ａを全て除去する。この不要な下地層８３０ａの除去は、たとえばウェットエッチングによる。ウェットエッチングでは、たとえばＨ2ＳＯ4（硫酸）およびＨ2Ｏ2（過酸化水素）の混合溶液が用いられる。この下地層８３０ａの一部を除去する工程（下地層除去工程）により、図１３に示すように、下地層８３０ａが除去された部分から支持基板主面８２０ａが露出する。下地層８３０ａは、第１めっき層８３０ｂに覆われた部分と、第２めっき層８３０ｃに覆われた部分とに、分割される。この工程を経ることで、支持基板主面８２０ａの一部を覆う下地層８３０ａと、当該下地層８３０ａ上に形成された第１めっき層８３０ｂとにより、配線層８３１が形成される。また、溝８２９の内壁を覆う下地層８３０ａと、当該下地層８３０ａ上に形成された第１めっき層８３０ｂとにより、貫通電極８３２が形成される。さらに、支持基板主面８２０ａの一部を覆う下地層８３０ａと、当該下地層８３０ａ上に形成された第２めっき層８３０ｃとにより、枠状部材８６０が形成される。形成された枠状部材８６０は、平面視において矩形環状である。なお、配線層８３１および貫通電極８３２において、下地層８３０ａと第１めっき層８３０ｂとが一体的であるので、図１４〜図１９においては、下地層８３０ａと第１めっき層８３０ｂと区別せずに、配線層８３１および貫通電極８３２として説明する。同様に、枠状部材８６０において、下地層８３０ａと第２めっき層８３０ｃとが一体的であるので、図１４〜図１９においては、下地層８３０ａと第２めっき層８３０ｃとを区別せずに枠状部材８６０として説明する。
【００４６】
次いで、図１４および図１５に示すように、テラヘルツ素子８１０を配線層８３１上に搭載する。テラヘルツ素子８１０がテラヘルツ装置Ａ１のテラヘルツ素子１に対応する。テラヘルツ素子８１０を搭載する工程（素子搭載工程）は、ＦＣＢ（Flip Chip Bonding）により行う。具体的には、テラヘルツ素子８１０の素子裏面８１０ｂから露出する第１導電体層８１３および第２導電体層８１４にフラックスを塗布した後、フリップチップボンダを用いて、素子裏面８１０ｂを支持基板主面８２０ａに対向させて、テラヘルツ素子８１０を接合層８５０に仮付けする。このとき、接合層８５０は、配線層８３１とテラヘルツ素子８１０とに挟まれた状態となる。次いで、リフローにより接合層８５０を溶融させた後、冷却により接合層８５０を固化させることにより、テラヘルツ素子８１０の搭載が完了する。素子搭載工程の後において、テラヘルツ素子８１０は、図１５に示すように、平面視において、枠状部材８６０に包囲されている。また、枠状部材８６０の内周面は、テラヘルツ素子８１０の素子側面８１０ｃに対向している。
【００４７】
次いで、図１６および図１７に示すように、テラヘルツ素子８１０、配線層８３１、接合層８５０および枠状部材８６０を覆う封止樹脂８７０を形成する。封止樹脂８７０が、後にテラヘルツ装置Ａ１の封止樹脂７となる。封止樹脂８７０は、たとえば黒色のエポキシ樹脂を主剤とした合成樹脂である。封止樹脂８７０を形成する工程（封止樹脂形成工程）においては、まず、図１６に示すように、テラヘルツ素子８１０、配線層８３１、接合層８５０および枠状部材８６０をすべて覆うように、支持基板８２０の支持基板主面８２０ａ上に封止樹脂８７０を形成する。この時点では、図１６に示すように、枠状部材８６０の上面よりも封止樹脂８７０の樹脂主面８７０ａが上方に位置する。続いて、図１７に示すように、樹脂主面８７０ａから樹脂裏面８７０ｂに向かって、封止樹脂８７０を研削する。このとき、枠状部材８６０が露出するまで研削する。封止樹脂８７０の研削手法は、たとえば機械研削による。これにより、上記した枠状部材８６０の上面と樹脂主面８７０ａとが面一となり、かつ、枠状部材８６０の上面が封止樹脂８７０から露出する。なお、封止樹脂８７０を研削した後、エッチングにより樹脂主面８７０ａを粗面化してもよい。
【００４８】
次いで、図１８に示すように、支持基板８２０を、支持基板裏面８２０ｂ側から研削する。支持基板８２０の研削手法は、封止樹脂８７０の研削と同様に、たとえば機械研削による。支持基板８２０を研削する工程（支持基板研削工程）では、支持基板８２０を、支持基板裏面８２０ｂ側から研削して、貫通電極８３２を支持基板裏面８２０ｂから露出させる。この支持基板研削工程によって、溝８２９が、支持基板８２０をｚ方向に貫通した貫通孔８２１となる。この貫通孔８２１が、テラヘルツ装置Ａ１の貫通孔２１に対応する。
【００４９】
次いで、図１９に示すように、外部電極８４０を形成する。外部電極８４０が後にテラヘルツ装置Ａ１の外部電極４となる。外部電極８４０の形成は、無電解めっきにより行う。外部電極８４を形成する工程（外部電極形成工程）では、無電解めっきによりＮｉ層、Ｐｄ層、Ａｕ層の順に各々を析出させる。具体的には、無電解めっきにより、貫通電極８３２の露出面８３２ｂに接し、かつ、これを覆うようにＮｉ層が形成され、当該Ｎｉ層上にＰｄ層が形成され、当該Ｐｄ層上にＡｕ層が形成されることにより、外部電極８４０が形成される。外部電極８４０は、その厚みがたとえば２〜６μｍ程度である。なお、外部電極形成工程は、上記処理に限定されず、外部電極４の組成に応じて適宜変更すればよい。たとえば、外部電極４が、Ｎｉ層およびＡｕ層が積層された構造である場合、外部電極形成工程において、上記Ｐｄ層を析出させなくてもよい。
【００５０】
次いで、封止樹脂８７０および支持基板８２０を切断し、テラヘルツ素子８１０ごとの個片に分割する。このときの切断手法は、たとえばブレードダイシングによる。封止樹脂８７０および支持基板８２０を切断する工程（切断工程）において、ブレードダイシングによって、ｘ方向に沿って封止樹脂８７０および支持基板８２０を切断し、また、ｙ方向に沿っても封止樹脂８７０および支持基板８２０を切断する。たとえば図１９に示す切断線ＣＬ１は、ｙ方向に沿った切断位置の一例である。
【００５１】
以上の工程を経ることによって、図１〜図３に示すテラヘルツ装置Ａ１が製造される。
【００５２】
次に、第１実施形態にかかるテラヘルツ装置Ａ１の作用効果について説明する。
【００５３】
テラヘルツ装置Ａ１によれば、テラヘルツ素子１が封止樹脂７によって覆われている。したがって、テラヘルツ素子１は外部に露出していない。テラヘルツ装置Ａ１と異なるテラヘルツ装置において、テラヘルツ素子１が外部に露出し、外気に曝されている場合、動作不良となることがある。たとえば、空気中の水分や埃などによる影響、あるいは、振動や衝撃による影響などが、動作不良の原因である。よって、テラヘルツ素子１を封止樹脂７で覆うことで、これらの、外界からの影響からテラヘルツ素子１を保護することができる。したがって、テラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、信頼性の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【００５４】
テラヘルツ装置Ａ１によれば、枠状部材６はテラヘルツ素子１を包囲するように配置されている。また、枠状部材６は導電体からなる。これにより、枠状部材６は、電磁シールドとして機能するので、テラヘルツ装置Ａ１は、外乱ノイズやクロストークといった問題を低減させることができる。したがって、テラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、テラヘルツ波の出射品質あるいは受信品質の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【００５５】
テラヘルツ装置Ａ１によれば、テラヘルツ素子１から発せられたテラヘルツ波は、枠状部材６（内周面６１）によって、共振反射され、ｚ方向に発振される。これにより、テラヘルツ装置Ａ１は、ノイズ成分が低減されたテラヘルツ波を発振することができる。また、テラヘルツ装置Ａ１は、共振反射によって利得を向上させたテラヘルツ波を発振することができる。したがって、テラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、テラヘルツ波の出射品質あるいは受信品質の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【００５６】
テラヘルツ装置Ａ１によれば、枠状部材６は平面視矩形環状である。これにより、テラヘルツ素子１の各素子側面１０３に対して内周面６１（反射面）を略平行に構成することができる。したがって、テラヘルツ素子１に集積化されているアンテナ構造がダイポールアンテナ、スロットアンテナ、あるいは、ボータイアンテナなどの偏波方向が決まっているアンテナである場合、内周面６１によって、テラヘルツ素子１からのテラヘルツ波を、垂直に反射させることができる。よって、テラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、テラヘルツ波の出射品質あるいは受信の効率向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【００５７】
テラヘルツ装置Ａ１によれば、テラヘルツ素子１は、配線層３１が形成された支持基板２上に接合層５を介してフリップチップ実装されている。したがって、テラヘルツ素子１は、配線層３１との導通において、ボンディングワイヤを用いていない。これにより、テラヘルツ装置Ａ１における配線経路を短くできるので、インピーダンスおよびインダクタンスを抑制することができる。したがって、テラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、高周波駆動させる場合において有効なパッケージ構造をとることができる。また、フリップチップ実装の場合、ワイヤボンディングに比べて実装面積を小さくできる。したがって、テラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、小型化を図ったパッケージ構造をとることができる。
【００５８】
テラヘルツ装置Ａ１によれば、その製造方法において、図１６および図１７に示すように、封止樹脂８７０を、樹脂主面８７０ａ側から研削している。したがって、テラヘルツ装置Ａ１における封止樹脂７の厚みが薄くなる。これにより、テラヘルツ素子１の素子主面１０１と封止樹脂７の樹脂主面７０１との距離を小さくできるので、封止樹脂７によるテラヘルツ波の吸収損失を低減することができる。したがって、テラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、テラヘルツ素子１からのテラヘルツ波を効率よく出射できるパッケージ構造をとることができる。
【００５９】
テラヘルツ装置Ａ１によれば、支持基板２のｚ方向寸法が５０〜２００μｍ程度である。これにより、支持基板２が割れたり歪んだりする問題を抑制することができる。したがって、テラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、支持基板２に対するロバスト設計されたパッケージ構造をとることができる。
【００６０】
第１実施形態においては、貫通電極３２が貫通孔２１に充填されている場合を示したが、これに限定されない。たとえば、上記第１めっき層形成工程（図９参照）における第１めっき層８３０ｂの析出度合いによって、貫通電極３２が貫通孔２１の内壁を覆う程度に形成される場合がある。図２０は、貫通電極３２が貫通孔２１に完全に充填されていない場合を示している。貫通電極３２は、有底筒状に形成されており、貫通電極３２の中空部分には、封止樹脂７が充填されている。このような場合であっても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
第１実施形態においては、上記切断工程において、テラヘルツ素子１ごとに個片化する場合を示したが、これに限定されず、複数のテラヘルツ素子１ごとに個片化してもよい。この場合、複数のテラヘルツ素子１が、一直線状に配列されるように個片化してもよいし、マトリクス状に配列されるように個片化してもよい。
【００６２】
第１実施形態においては、枠状部材６の平面視形状が矩形環状である場合を示したが、枠状部材６の内周面６１が共振面となっていれば、枠状部材６の平面視形状は、特に限定されない。図２１〜図３２は、本開示のテラヘルツ装置がとりうる、枠状部材６の他の形状をそれぞれ示している。なお、これらの図で示す枠状部材６の他の形状は、一例であって、これらに限定されない。
【００６３】
図２１は、枠状部材６の平面視形状が円環状である場合を示している。本変形例において、枠状部材６の内周面６１は、平面視において、その半径ｒがテラヘルツ波の波長λの１／４の整数倍、すなわち、λ／４の整数倍である。枠状部材６の平面視形状が円環状であっても、当該枠状部材６が電磁シールドとして機能するので、外乱ノイズ耐性やクロストークの抑制を図ることできる。また、たとえば、テラヘルツ素子１に集積化されるアンテナ構造が特定方向の偏波に依存しないアンテナの場合、枠状部材６を平面視円環状で構成することで、あらゆる方向からの電磁波を効率よく受信できる。なお、枠状部材６は、図２１に示すように略真円の環状でなくてもよく、たとえば楕円の環状であってもよい。
【００６４】
図２２〜図２９は、枠状部材６が平面視において連続せず、１つ以上のスリット６９が形成されている場合であって、特に、１つ以上のスリット６９が、平面視において、テラヘルツ波の発振点すなわちテラヘルツ素子１の中心位置Ｐ１に対して対称的に配置されている場合を示している。なお、図２２，図２４，図２６および図２８は、平面視矩形環状である枠状部材６に１つ以上のスリット６９を設けた場合を示しており、図２３，図２５，図２７および図２９は、平面視円環状である枠状部材６に１つ以上のスリット６９を設けた場合を示している。図２２および図２３は、２つのスリット６９が形成されている場合の一例である。図２２および図２３においては、２つのスリット６９がｙ方向に並んでいる場合を示しているが、これに限定されず、ｘ方向に並んでいてもよい。図２４および図２５は、４つのスリット６９が形成されている場合であって、各スリット６９がテラヘルツ素子１の各素子側面１０３に対向した位置に形成されている場合の一例である。図２６および図２７は、４つのスリット６９が形成されている場合であって、各スリット６９が平面視におけるテラヘルツ素子１の対角方向に形成されている場合の一例である。図２８および図２９は、８つのスリット６９が形成されている場合の一例である。
【００６５】
これらの場合であっても、テラヘルツ素子１から発射されたテラヘルツ波が枠状部材６の内周面６１によって共振反射されるので、本変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ１から出射されるテラヘルツ波のノイズ低減および利得向上を図ることができる。
【００６６】
図３０は、図２２〜図２９と同様に、枠状部材６に１つ以上のスリット６９が形成されているが、図２２〜図２９と異なり、１つ以上のスリット６９がテラヘルツ波の発振点に対して対称的に配置されていない場合を示している。図３０に示す変形例において、枠状部材６は、スリット６９によって分離された複数の金属個物６０１を含んでいる。複数の金属個物６０１の構成は、特に限定されないが、枠状部材６の内周面６１によって、テラヘルツ素子１からのテラヘルツ波が定性的に反射するように構成させておくとよい。すなわち、枠状部材６が、テラヘルツ素子１からのテラヘルツ波を共振させる共振器として定性的に機能するように、複数の金属個物６０１が配列されていればよい。本変形例においては、枠状部材６を共振器として機能させるために、複数の金属個物６０１は、たとえば次のように構成されている。
【００６７】
それは、まず、図３０に示すように、各金属個物６０１において、ｚ方向に見て、当該金属個物６０１を囲む最小面積の四角形（図面の細い点線を参照）を想定する。そして、この想定した四角形の長辺方向の長さを、各金属個物６０１の長さＬiと定義する。なお、ｉは正の整数（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）であり、ｎは金属個物６０１の個数である。図３０においては、４つの金属個物６０１があるので、ｉ＝１、２、３、４である。また、１つのスリット６９を挟んだ２つ金属個物６０１間の最小離間距離を離間距離Ｓiと定義する。離間距離Ｓiを定義する際、テラヘルツ素子１を囲む閉ループであって、複数の金属個物６０１を通り、かつ、これらを繋いだ閉ループを考える。このとき考える閉ループは、テラヘルツ素子１を横断せず、かつ、長さが最小となるものである。図３０における例においては、上記閉ループは、太い点線で示した経路となる。そして、考えた閉ループ上の金属個物６０１間の距離が、上記２つの金属個物６０１間の離間距離Ｓiである。上記のように、各金属個物６０１の長さＬiと２つ金属個物６０１間の離間距離Ｓiとを定義したとき、Ｌ0＝ΣＬi＝Ｌ1＋Ｌ2＋・・・＋Ｌi＋・・・＋Ｌn、Ｓ0＝ΣＳi＝Ｓ1＋Ｓ2＋・・・＋Ｓi＋・・・＋Ｓnとすると、Ｓ0／Ｌ0＜１を満たすように、複数の金属個物６０１が構成されている。すなわち、複数の金属個物６０１の各長さＬiの和が、各離間距離Ｓiの和よりも大きくなるように、複数の金属個物６０１が構成されている。このように構成することで、テラヘルツ素子１からのテラヘルツ波が枠状部材６の内周面６１によって共振反射されるので、本変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ１から出射されるテラヘルツ波のノイズ低減および利得向上を図ることができる。たとえば、以上の条件を満たすように、複数の金属個物６０１を構成することで、たとえば図３１に示すような平面視形状の枠状部材６であっても、スリット６９が形成されていないときと同様に、本変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ１から出射されるテラヘルツ波のノイズ低減および利得向上を図ることができる。
【００６８】
図３２は、各々が略同形の、複数の微小な金属個物６０１が、枠状部材６として矩形環状になるように、配列された場合を示している。なお、矩形環状ではなく円環状であってもよい。図３２に示す例においては、たとえば、各金属個物６０１の長さＬiが、Ｌi＜λ／８（λはテラヘルツ波の波長）を満たしつつ、かつ、各金属個物６０１間の離間距離Ｓiが、Ｓi≦２Ｌiを満たすように、複数の金属個物６０１が構成されている。このように複数の金属個物６０１を構成することで、枠状部材６の内周面６１でテラヘルツ波が共振反射する、すなわち、枠状部材６が定性的に共振器として機能するので、本変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ１から出射されるテラヘルツ波のノイズ低減および利得向上を図ることができる。なお、図３２においては、各金属個物６０１は、平面視形状が矩形であるが、上記した条件を満たせば、その平面視形状はどのような形状であってもよい。
【００６９】
図３３〜図３８は、第１実施形態にかかるテラヘルツ装置Ａ１の各変形例を示している。なお、以下に示す変形例において、上記テラヘルツ装置Ａ１と同一あるいは類似の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
図３３は、第１実施形態の第１変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ２を示している。図３３は、テラヘルツ装置Ａ２を示す断面図であって、テラヘルツ装置Ａ１の図３に示す断面に対応する図である。この第１変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ２は、上記テラヘルツ装置Ａ１と比較して、テラヘルツ素子１の素子主面１０１が封止樹脂７から露出している点で異なる。
【００７１】
テラヘルツ装置Ａ２において、テラヘルツ素子１の素子主面１０１は、上記するように、封止樹脂７から露出しており、図３３に示すように、樹脂主面７０１および枠状部材６の頂面６３と面一である。このように構成されるテラヘルツ装置Ａ２は、たとえば、上記封止樹脂形成工程（図１６および図１７参照）において、封止樹脂８７０を形成した後、当該封止樹脂８７０を樹脂主面８７０ａ側から研削するときに、素子主面１０１が露出するまで研削することで製造されうる。
【００７２】
テラヘルツ装置Ａ２においては、テラヘルツ素子１の素子主面１０１が露出している。すなわち、素子主面１０１は封止樹脂７によって覆われいない。これにより、封止樹脂７によるテラヘルツ波の吸収損失を低減することができる。
【００７３】
図３４は、第１実施形態の第２変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ３を示している。図３４は、テラヘルツ装置Ａ３を示す断面図であって、テラヘルツ装置Ａ１の図３に示す断面に対応する図である。この第２変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ３は、上記テラヘルツ装置Ａ１と比較して、枠状部材６の上面（頂面６３）が封止樹脂７で覆われている点で異なる。
【００７４】
テラヘルツ装置Ａ３において、枠状部材６の頂面６３は、上記するように、封止樹脂７に覆われている。このように構成されるテラヘルツ装置Ａ３は、たとえば、上記封止樹脂形成工程（図１６および図１７参照）において、封止樹脂８７０を形成した後、封止樹脂８７０を全く研削しない、あるいは、枠状部材８６０の上面が露出しない程度に樹脂主面８７０ａ側から研削することで製造されうる。
【００７５】
図３５は、第１実施形態の第３変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ４を示している。図３５は、テラヘルツ装置Ａ４を示す断面図であって、テラヘルツ装置Ａ１の図３に示す断面に対応する図である。この第３変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ４は、上記テラヘルツ装置Ａ１と比較して、貫通孔２１の形状が異なる。
【００７６】
テラヘルツ装置Ａ４において、貫通孔２１は、ｚ方向に直交する断面が支持基板２の支持基板主面２０１から支持基板裏面２０２に向かうにつれて小さくなるように、その内壁が傾斜している。貫通孔２１は、たとえば、異方性エッチングによって形成されており、支持基板裏面２０２に対する内壁の傾斜角は、約５４．７°である。なお、貫通電極３２は、貫通孔２１に充填されるように形成されているので、テラヘルツ装置Ａ４において、貫通電極３２の形状も、テラヘルツ装置Ａ１の貫通電極３２の形状と比較して、異なっている。
【００７７】
図３６は、第１実施形態の第４変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ５を示している。図３６は、テラヘルツ装置Ａ５を示す断面図であって、テラヘルツ装置Ａ１の図３に示す断面に対応する図である。この第４変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ５は、上記テラヘルツ装置Ａ１と比較して、枠状部材６の外周面６２が封止樹脂７から露出している点で異なる。テラヘルツ装置Ａ５において、封止樹脂７は、平面視において、枠状部材６の内方に形成され、外方には形成されていない。このようにすることで、テラヘルツ装置Ａ５の平面視サイズを小さくすることができる。すなわち、テラヘルツ装置Ａ５の小型化を図ることができる。
【００７８】
図３７は、第１実施形態の第５変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ６を示している。図３７は、テラヘルツ装置Ａ６を示す断面図であって、テラヘルツ装置Ａ１の図３に示す断面に対応する図である。この第５変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ６は、上記テラヘルツ装置Ａ１と比較して、枠状部材６が素子側面１０３に接して形成されている点で異なる。テラヘルツ装置Ａ６において、枠状部材６は、テラヘルツ素子１の素子側面１０３に当接している。よって、平面視において、枠状部材６の内周とテラヘルツ素子１の外周とが略一致している。
【００７９】
図３８は、第１実施形態の第６変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ７を示している。図３８は、テラヘルツ装置Ａ７を示す断面図であって、テラヘルツ装置Ａ１の図３に示す断面に対応する図である。この第６変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ７は、上記テラヘルツ装置Ａ１と比較して、枠状部材６を備えていない点で異なる。
【００８０】
以上に示した、第１実施形態の第１ないし第６変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ２〜Ａ７のいずれにおいても、テラヘルツ素子１の少なくとも一部が封止樹脂７によって覆われている。したがって、上記第１実施形態にと同様に、外界からの影響に起因する動作不良を抑制することができる。また、第１ないし第５変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ２〜Ａ６においては、枠状部材６を備えているので、外乱ノイズおよびクロストークの低減を図ることができる。さらに、第１ないし第４変形例にかかるテラヘルツ装置Ａ２〜Ａ５においては、枠状部材６の内周面６１によってテラヘルツ波が共振反射されるので、テラヘルツ装置Ａ２〜Ａ５から出射されるテラヘルツ波のノイズ低減および利得向上を図ることができる。
【００８１】
図３９および図４０は、第２実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｂ１を示している。なお、以下に示す他の実施形態において、上記テラヘルツ装置Ａ１と同一あるいは類似の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。第２実施形態のテラヘルツ装置Ｂ１は、上記テラヘルツ装置Ａ１と比較して、支持基板２に窪みがあり、この窪みにテラヘルツ素子１が収容されている。窪みは、後述する凹部２２に相当する。
【００８２】
図３９は、テラヘルツ装置Ｂ１の平面図を示している。なお、図３９において、封止樹脂７を省略している。図４０は、図３９のＸＬ−ＸＬ線に沿う断面図を示している。
【００８３】
支持基板２は、図４０に示すように、凹部２２を有している。凹部２２は、支持基板主面２０１から支持基板裏面２０２に向けて窪むように形成されている。凹部２２は、ｚ方向において、支持基板２を貫通していない。凹部２２は、たとえば、異方性エッチングにより形成されうる。凹部２２は、テラヘルツ素子１の少なくとも一部を収容する。本実施形態においては、図３９および図４０に示すように、凹部２２は、テラヘルツ素子１のすべてを収容している。よって、凹部２２の深さ（ｚ方向寸法）は、テラヘルツ素子１のｚ方向寸法よりも大きい。凹部２２の平面視形状は、たとえば、図３９に示すように矩形状であるが、これに限定されず、円形状であってもよい。凹部２２は、底面２２１および連絡面２２２を有する。
【００８４】
底面２２１は、テラヘルツ素子１が搭載される面である。底面２２１は、ｚ方向に対して直交する。底面２２１は、平坦である。底面２２１は、素子裏面１０２に対向する。本実施形態において、配線層３１は、この底面２２１上に形成されている。
【００８５】
連絡面２２２は、図４０に示すように、支持基板主面２０１および底面２２１に繋がる。連絡面２２２は、ｚ方向の一方（図４０の上方）の端縁が支持基板主面２０１に繋がり、ｚ方向の他方（図４０の下方）の端縁が底面２２１に繋がる。連絡面２２２は、底面２２１に対して傾斜している。支持基板主面２０１が（１００）面であるため、連絡面２２２は、（１１１）面からなる。したがって、連絡面２２２は、底面２２１に対する傾斜角が、およそ５４．７°である。
【００８６】
枠状部材６は、図４０に示すように、連絡面２２２を覆うように、形成されている。枠状部材６は、ｚ方向に対して傾斜している。枠状部材６の内周面６１もまた、ｚ方向に対して傾斜している。枠状部材６は、配線層３１に繋がり、かつ、一体的に形成されている。たとえば、上記第１めっき層形成工程によって、配線層３１が形成されるとともに、枠状部材６も同時に形成される。
【００８７】
テラヘルツ装置Ｂ１によれば、第１実施形態と同様に、テラヘルツ素子１が封止樹脂７によって覆われているので、外界からの影響からテラヘルツ素子１を保護することができる。したがって、テラヘルツ装置Ｂ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、信頼性の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【００８８】
テラヘルツ装置Ｂ１によれば、第１実施形態と同様に、枠状部材６が、テラヘルツ素子１を包囲するように配置されている。これにより、枠状部材６が電磁シールドとして機能するので、テラヘルツ装置Ｂ１は、外乱ノイズやクロストークといった問題を低減させることができる。したがって、テラヘルツ装置Ｂ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、テラヘルツ波の出射品質あるいは受信品質の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【００８９】
テラヘルツ装置Ｂ１によれば、枠状部材６の内周面６１は、ｚ方向に対して傾斜している。そのため、枠状部材６は、テラヘルツ素子１からのテラヘルツ波を共振させることができない、すなわち、枠状部材６を共振器として機能させることができない。しかしながら、内周面６１の傾斜を利用して、枠状部材６をホーンアンテナとして機能させることができる。
【００９０】
図４１は、第２実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｂ１の変形例を示している。図４１は、第２実施形態の変形例にかかるテラヘルツ装置Ｂ２を示す断面図であって、テラヘルツ装置Ｂ１の図４０に示す断面に対応した図である。この変形例にかかるテラヘルツ装置Ｂ２は、上記テラヘルツ装置Ｂ１と比較して、主に、貫通電極３２を備えていない点で異なる。
【００９１】
テラヘルツ装置Ｂ２において、外部電極４は、配線層３１の配線層裏面３１２に接しており、配線層３１と直接導通する。なお、図４１に示すように、配線層裏面３１２が支持基板２から露出しているため、各導体間での意図せぬ短絡や、配線層３１の劣化を防ぐことを目的として、絶縁膜４９が設けられている。絶縁膜４９は、支持基板裏面２０２および配線層裏面３１２を覆っている。
【００９２】
テラヘルツ装置Ｂ２においても、テラヘルツ装置Ｂ１と同様の効果を奏することができる。また、テラヘルツ装置Ｂ２によれば、テラヘルツ装置Ｂ１と比較して、支持基板２のｚ方向寸法を小さくすることができる。したがって、テラヘルツ装置Ｂ２は、テラヘルツ装置Ｂ１よりも、薄型化を図ることができる。
【００９３】
図４２は、第３実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｃ１を示している。図４２は、テラヘルツ装置Ｃ１を示す断面図であって、テラヘルツ装置Ａ１の図３に示す断面に対応した図である。第３実施形態のテラヘルツ装置Ｃ１は、図４２に示すように、上記テラヘルツ装置Ａ１と比較して、主に、支持基板２が素子主面１０１側に配置されている点で異なる。テラヘルツ装置Ｃ１は、回路基板などに実装された際、図４２における上方が回路基板などに対向する。
【００９４】
テラヘルツ装置Ｃ１において、テラヘルツ素子１は、素子主面１０１が支持基板２の支持基板主面２０１に対向した姿勢で、支持基板２に接合されている。
【００９５】
支持基板２には、溝２３が形成されている。この溝２３は、テラヘルツ素子１を搭載する際の搭載位置を示す目印であったり、接合層５が不適切に広がることを抑制したりするために設けられている。なお、溝２３は、必ずしも必要なものではなく、適宜設けておけばよい。
【００９６】
接合層５は、図４２に示すように、テラヘルツ素子１の素子主面１０１と支持基板２の支持基板主面２０１との間に介在し、テラヘルツ素子１を支持基板２に接合する。本実施形態において、接合層５は、第１実施形態と異なり、導通接合可能な素材である必要がなく、テラヘルツ素子１を支持基板２に接合可能な素材であればよい。このような素材としては、たとえばＤＡＦ（Die Attach Film）、Ａｇペーストやはんだペーストなどである。なお、接合層５として、ＤＡＦを用いる場合には、溝２３が形成されていなくてもよい。
【００９７】
配線層３１は、図４２に示すように、支持基板２の支持基板主面２０１ではなく、樹脂主面７０１上に形成されている。テラヘルツ装置Ｃ１は、配線層３１を覆う絶縁膜４９を備えている。絶縁膜４９は、配線層３１上の一部を露出させるように開口しており、この開口部には、外部電極４が形成されている。外部電極４は、図４２に示すように、絶縁膜４９の開口部において、配線層３１に接しており、配線層３１と直接導通している。
【００９８】
テラヘルツ装置Ｃ１は、配線層３１とテラヘルツ素子１の第１導電体層１３と、および、配線層３１とテラヘルツ素子１の第２導電体層１４とをそれぞれ導通させる柱状電極３３を備えている。柱状電極３３は、導電体からなり、たとえばＣｕである。柱状電極３３は、テラヘルツ素子１を支持基板２に搭載する前に、テラヘルツ素子１に形成されている。
【００９９】
テラヘルツ装置Ｃ１において、テラヘルツ素子１から放射されたテラヘルツ波は、支持基板２を通って、出射される。そのため、支持基板２は、たとえば電気抵抗率がおよそ５０００Ωｃｍ以上の高抵抗素材にすることで、テラヘルツ波の損失を抑制できる。
【０１００】
次に、図４３〜図５１に基づき、テラヘルツ装置Ｃ１の製造方法の一例について説明する。図４３〜図５１は、テラヘルツ装置Ｃ１の製造方法にかかる工程を示す断面図である。当該断面は、図４２に示す断面に対応している。
【０１０１】
まず、図４３に示すように、支持基板８２０を用意し、用意した支持基板８２０に溝８２３を形成する。溝８２３は、後に、テラヘルツ装置Ｃ１の溝２３となる。用意する支持基板８２０は、第１実施形態にかかる支持基板用意工程で用意する支持基板８２０と同じである。続いて、溝８２３を形成する工程（溝形成工程）においては、たとえば、支持基板主面８２０ａの全面にシリコン酸化膜を形成した後、フォトリソグラフィにより、レジストをパターニングする。これにより、シリコン酸化膜の一部が、パターンを構成するレジストから露出する。そして、当該レジストから露出したシリコン酸化膜を反応性エッチングにより除去する。これにより、支持基板８２０の一部が、シリコン酸化膜から露出する。そして、このシリコン酸化膜から露出した支持基板８２０を、たとえばＫＯＨ（水酸化カリウム）あるいはＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）によりエッチングすることで、溝８２３が形成される。その後、レジストおよびシリコン酸化膜を除去する。シリコン酸化膜の除去は、たとえばウェットエッチングによる。ウェットエッチングに用いるエッチング剤は、たとえばＢＨＦと呼ばれるフッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合剤が用いられる。
【０１０２】
次いで、図４４に示すように、枠状部材８６０を形成する。図４４に示す枠状部材８６０を形成する工程（枠状部材形成工程）は、まず、たとえばスパッタリング法により、支持基板８２０の支持基板主面８２０ａおよび溝８２３の全面に、下地層（図示略）を形成する。下地層は、互いに積層されたＴｉ層およびＣｕ層から構成される。続いて、枠状部材８６０を形成するためのレジスト（図示略）をフォトリソグラフィによりパターニングする。これにより、パターンを構成するレジストが構成され、当該レジストから下地層の一部が露出する。このレジストから露出した領域が、枠状部材８６０を形成する領域である。続いて、下地層を導電経路とした電解めっきにより、めっき層を形成する。このめっき層は、レジストから露出した下地層上に析出される。めっき層は、たとえばＣｕから構成される。その後、不要なレジストを除去することで、下地層およびめっき層からなる枠状部材８６０が形成される。
【０１０３】
次いで、図４５に示すように、接合層８５０を用いて、テラヘルツ素子８１０を支持基板８２０に搭載する。図４５に示すテラヘルツ素子８１０を搭載する工程（素子搭載工程）では、素子主面８１０ａを支持基板主面８２０ａに対向させた姿勢で、テラヘルツ素子８１０を支持基板８２０に搭載する。このとき、接合層８５０は、素子主面８１０ａと支持基板主面８２０ａとに挟まれた状態となる。本素子搭載工程では、接合層８５０として、ＤＡＦを用いる。なお、テラヘルツ素子８１０は、素子搭載工程を行う時には、第１導電体層８１３および第２導電体層８１４上に柱状電極８３３が形成されている。すなわち、素子搭載工程の前段階として、テラヘルツ素子８１０の、第１導電体層８１３および第２導電体層８１４上に、柱状電極８３３を形成しておく。
【０１０４】
次いで、図４６および図４７に示すように、テラヘルツ素子８１０および枠状部材８６０を覆う封止樹脂８７０を形成する。本実施形態では、封止樹脂８７０を形成する工程（封止樹脂形成工程）において、まず、図４６に示すように、テラヘルツ素子８１０の柱状電極８３３および枠状部材８６０をすべて覆うように、支持基板８２０の支持基板主面８２０ａ上に封止樹脂８７０を形成する。続いて、図４７に示すように、樹脂主面８７０ａから樹脂裏面８７０ｂに向かって、柱状電極８３３が露出するまで、封止樹脂８７０を研削する。封止樹脂８７０の研削手法は、上記第１実施形態と同様である。これにより、上記した柱状電極８３３の上面と樹脂主面８７０ａとが面一となり、かつ、柱状電極８３３の上面が封止樹脂８７０から露出する。
【０１０５】
次いで、図４８に示すように、配線層８３１を形成する。配線層８３１を形成する工程（配線層形成工程）は、上記枠状部材形成工程と略同様である。したがって、配線層形成工程では、まず、樹脂主面８７０ａおよび柱状電極８３３の上面のすべてを覆うように下地層を形成する。続いて、下地層上にパターンを構成するレジストを形成し、下地層を導電経路とした電解めっきにより、レジストから露出する下地層上にめっき層を析出させる。続いて、不要なレジスト層を除去することで、下地層およびめっき層からなる配線層８３１が形成される。
【０１０６】
次いで、図４９に示すように、絶縁層８４９を形成する。絶縁層８４９を形成する工程（絶縁層形成工程）においては、まず、配線層８３１を全て覆うように、絶縁層８４９をパターニングする。続いて、外部電極８４０を形成するために、絶縁層８４９の一部を除去して、除去した部分から配線層８３１を露出させる。絶縁層８４９の除去は、たとえばエッチングによる。用いる絶縁層８４９の素材は、たとえばポリマー系樹脂である。
【０１０７】
次いで、図５０に示すように、外部電極８４０を形成する。外部電極８４０を形成する工程（外部電極形成工程）では、上記第１実施形態の外部電極形成工程と同様に、無電解めっきにより行う。したがって、絶縁層８４９から露出した配線層８３１上にＮｉ層、Ｐｄ層、Ａｕ層の順に各々を析出させる。なお、外部電極８４０の形成方法はこれに限定されず、たとえば外部電極８４０として、絶縁層８４９から露出した配線層８３１にはんだバンプを形成してもよい。
【０１０８】
次いで、図５１に示すように、支持基板８２０を、支持基板裏面８２０ｂ側から研削する。本実施形態における支持基板８２０を研削する工程（支持基板研削工程）では、上記第１実施形態の支持基板研削工程と同様に、機械研削による。
【０１０９】
次いで、第１実施形態の切断工程と同様に、封止樹脂８７０および支持基板８２０を切断し、テラヘルツ素子８１０ごとの個片に分割する。本実施形態においては、たとえば図５１においては、切断線ＣＬ２で切断する。
【０１１０】
以上の工程を経ることによって、図４２に示すテラヘルツ装置Ｃ１が製造される。
【０１１１】
テラヘルツ装置Ｃ１によれば、第１実施形態と同様に、テラヘルツ素子１が封止樹脂７によって覆われているので、外界からの影響からテラヘルツ素子１を保護することができる。したがって、テラヘルツ装置Ｃ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、信頼性の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【０１１２】
テラヘルツ装置Ｃ１によれば、第１実施形態と同様に、枠状部材６を備えている。これにより、テラヘルツ装置Ｃ１は、外乱ノイズやクロストークといった問題の低減、および、共振反射によるノイズ成分の低減や利得の向上を図ることができる。したがって、テラヘルツ装置Ｃ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、テラヘルツ波の出射品質あるいは受信品質の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【０１１３】
図５２は、第３実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｃ１の変形例を示している。図５２は、第３実施形態の変形例にかかるテラヘルツ装置Ｃ２を示す断面図であって、テラヘルツ装置Ｃ１の図４２に示す断面に対応した図である。この変形例にかかるテラヘルツ装置Ｃ２は、上記テラヘルツ装置Ｃ１と比較して、主に、支持基板２を備えていない点で異なる。
【０１１４】
テラヘルツ装置Ｃ２は、上記するように、支持基板２を備えていない。したがって、テラヘルツ素子１の素子主面１０１および封止樹脂７の樹脂裏面７０２が、テラヘルツ装置Ｃ２の外部に露出している。
【０１１５】
テラヘルツ装置Ｃ２は、たとえば上記する図５１に示す支持基板研削工程において、支持基板８２０を残すことなく、すべて研削することで製造されうる。
【０１１６】
テラヘルツ装置Ｃ２によれば、テラヘルツ装置Ｃ１と同様の効果を奏することができる。また、テラヘルツ装置Ｃ２は、支持基板２を備えていない。したがって、テラヘルツ装置Ｃ２は、テラヘルツ装置Ｃ１よりも薄型化を図ることができる。
【０１１７】
図５３および図５４は、第４実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｄ１を示している。図５３は、テラヘルツ装置Ｄ１を示す平面図である。なお、図５３において、封止樹脂７を省略している。図５４は、図５３のＬＩＶ−ＬＩＶ線に沿う断面図である。第４実施形態のテラヘルツ装置Ｄ１は、第１実施形態にかかるテラヘルツ装置Ａ１と比較して、テラヘルツ素子１以外の半導体素子１’を備えている点で異なる。
【０１１８】
テラヘルツ装置Ｄ１は、上記するように、テラヘルツ装置Ａ１と比較して、さらに複数の半導体素子１’を備えている。テラヘルツ装置Ｄ１は、図５３および図５４に示すように、２つの半導体素子１’を備える。各半導体素子１’は、半導体材料からなる電子回路素子である。各半導体素子１’は、たとえば、ダイオード、トランジスタあるいは抵抗器などである。ダイオードとしては、たとえばツェナーダイオードあるいはＴＶＳ（トランジェントボルテージサプレッサー）ダイオードなどのダイオードである。各半導体素子１’は、図５３に示すように、平面視において、枠状部材６の内方に配置されている。すなわち、枠状部材６は、テラヘルツ素子１および複数の半導体素子１’を包囲している。テラヘルツ素子１および複数の半導体素子１’は、枠状部材６の内方において、ｘ方向に並んでいる。
【０１１９】
テラヘルツ装置Ｄ１によれば、第１実施形態と同様に、テラヘルツ素子１が封止樹脂７によって覆われているので、外界からの影響からテラヘルツ素子１を保護することができる。したがって、テラヘルツ装置Ｄ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、信頼性の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【０１２０】
テラヘルツ装置Ｄ１によれば、第１実施形態と同様に、枠状部材６を備えている。これにより、テラヘルツ装置Ｄ１は、外乱ノイズやクロストークといった問題の低減、および、共振反射によるノイズ成分の低減や利得の向上を図ることができる。したがって、テラヘルツ装置Ｄ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、テラヘルツ波の出射品質あるいは受信品質の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【０１２１】
テラヘルツ装置Ｄ１によれば、テラヘルツ素子１以外の半導体素子１’を備えている。これにより、テラヘルツ装置Ｄ１は、半導体素子１’の機能を追加したマルチチップパッケージ化が可能となる。たとえば、半導体素子１’として、ツェナーダイオードあるいはＴＶＳ（トランジェントボルテージサプレッサー）ダイオードを用いた場合、サージ保護機能をテラヘルツ装置Ｄ１に追加することができる。また、テラヘルツ素子１と半導体素子１’とが１パッケージ化されるので、これらを別々にパッケージ化した場合よりも、回路基板などへの実装面積を小さくすることができる。
【０１２２】
図５５および図５６は、第４実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｄ１の変形例を示している。この変形例にかかるテラヘルツ装置Ｄ２は、テラヘルツ装置Ｄ１と比較して、半導体素子１’が、平面視において、枠状部材６の外側に配置されている点で異なる。図５５は、テラヘルツ装置Ｄ２を示す平面図である。なお、図５５において、封止樹脂７を省略している。図５６は、図５５のＬＶＩ−ＬＶＩ線に沿う断面図である。
【０１２３】
テラヘルツ装置Ｄ２は、図５５に示すように、テラヘルツ装置Ｄ１と比較して、平面視において、複数の半導体素子１’が、枠状部材６の外側に配置されている。テラヘルツ素子１と複数の半導体素子１’とは、ｘ方向に並んでいる。
【０１２４】
本実施形態においては、テラヘルツ装置Ｄ１と異なり、枠状部材６が、テラヘルツ素子１と複数の半導体素子１’との間に隔たっている。そのため、テラヘルツ素子１と複数の半導体素子１’とが配線層３１によって直接導通することが困難である。そこで、テラヘルツ装置Ｄ２は、支持基板裏面８２０ｂ上に再配線層３４が形成されている。そして、テラヘルツ素子１および複数の半導体素子１’がそれぞれ、貫通電極３２を介して、再配線層３４に導通することで、テラヘルツ素子１と複数の半導体素子１’とを導通させている。
【０１２５】
テラヘルツ装置Ｄ２によれば、第４実施形態のテラヘルツ装置Ｄ１と同様の効果を奏することができる。
【０１２６】
図５７および図５８は、第５実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｅ１を示している。図５７は、テラヘルツ装置Ｅ１を示す平面図である。図５８は、図５７のＬＶＩＩＩ−ＬＶＩＩＩ線に沿う断面図である。第５実施形態のテラヘルツ装置Ｅ１は、第１実施形態にかかるテラヘルツ装置Ａ１と比較して、テラヘルツ波を出射する面（樹脂主面７０１）に、当該テラヘルツ波の出射を制御するための出射制御部材が形成されている点で異なる。本開示における出射制御としては、テラヘルツ素子１から放射されるテラヘルツ波の、偏波制御、周波数制御、指向性制御、分散制御、あるいは、共振制御などを行う。また、出射制御部材を、テラヘルツ装置Ｅ１から出射するテラヘルツ波の近接場制御などを行うように構成してもよい。なお、第５実施形態においては、テラヘルツ装置Ａ１において、出射制御部材を追加した場合を示すが、上記する他のテラヘルツ装置Ａ２〜Ａ７、Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２などに追加してもよい。
【０１２７】
テラヘルツ装置Ｅ１は、上記するように、テラヘルツ装置Ａ１と比較して、樹脂主面７０１上に出射制御部材９１をさらに備えている。テラヘルツ装置Ｅ１は、出射制御部材９１として、メタマテリアル構造体を集積化している。出射制御部材９１は、平面視において、テラヘルツ素子１の素子主面１０１に重なる。出射制御部材９１、すなわち、メタマテリアル構造体は、図５７および図５８に示すように、パターン層９１１および保護層９１２を含んでいる。
【０１２８】
パターン層９１１は、樹脂主面７０１上に形成されている。パターン層９１１は、図５７に示すように、平面視において、テラヘルツ素子１に重なる。パターン層９１１は、図５７に示すように、平面視において、枠状部材６に包囲された領域に重なる。パターン層９１１は、複数の金属体９１１ａを含んで構成される。各金属体９１１ａは、平面視において、ｙ方向に沿って延びる帯状である。各金属体９１１ａは、ｘ方向に並んでいる。よって、パターン層９１１は、帯状の複数の金属体９１１ａがルーバー状に配置されて構成されている。保護層９１２は、パターン層９１１を覆うように形成されている。保護層９１２は、絶縁性を有する素材からなり、たとえばエポキシ系樹脂、ポリマー系樹脂、シリコン酸化膜（たとえばＳｉＯ2など）、あるいは、シリコン窒化膜（たとえばＳｉＮなど）である。保護層９１２の表面（図５８における上方の面）は、図５８に示すように、凹凸を有しているが、平坦であってもよい。保護層９１２の表面は、突き出た部分（凸部）が、平面視において複数の金属体９１１ａに重なり、窪んだ部分（凹部）が、平面視において複数の金属体９１１ａに重ならない。
【０１２９】
テラヘルツ装置Ｅ１によれば、第１実施形態と同様に、テラヘルツ素子１が封止樹脂７によって覆われているので、外界からの影響からテラヘルツ素子１を保護することができる。したがって、テラヘルツ装置Ｅ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、信頼性の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【０１３０】
テラヘルツ装置Ｅ１によれば、第１実施形態と同様に、枠状部材６を備えている。これにより、テラヘルツ装置Ｅ１は、外乱ノイズやクロストークといった問題の低減、および、共振反射によるノイズ成分の低減や利得の向上を図ることができる。したがって、テラヘルツ装置Ｅ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、テラヘルツ波の出射品質あるいは受信品質の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【０１３１】
テラヘルツ装置Ｅ１によれば、出射制御部材９１が封止樹脂７の樹脂主面７０１上に形成されている。したがって、テラヘルツ素子１からのテラヘルツ波は、出射制御部材９１を通って、外部に出射される。あるいは、外部からのテラヘルツ波が、出射制御部材９１を介して、テラヘルツ素子１に入射される。したがって、テラヘルツ装置Ｅ１は、出射するあるいは受信するテラヘルツ波を出射制御部材９１によって、テラヘルツ波の出射あるいは受信を制御することができる。
【０１３２】
テラヘルツ装置Ｅ１によれば、出射制御部材９１は、パターン層９１１を含んでおり、当該パターン層９１１は、ルーバー状に配置された複数の金属体９１１ａを含んで構成される（図５７および図５８参照）。この構成によると、出射制御部材９１が偏波フィルタとして機能するので、出射制御部材９１によって、テラヘルツ素子１から放射されたテラヘルツ波を偏波して出射することができる。
【０１３３】
第５実施形態においては、パターン層９１１が、ｚ方向において単層である場合を示したが、これに限定されず、複数のパターン層が積層されて構成されていてもよい。また、第５実施形態においては、パターン層９１１を構成する複数の金属体９１１ａがルーバー状に配置された場合を示したが、これに限定されず、平面視円環状の複数の金属体９１１ａが、同心円状に配置されていてもよい。この場合、複数の金属体９１１ａは、互いに内周の径が異なり、かつ、各金属体９１１ａの外周の径は、当該金属体９１１ａの外側に配置される金属体９１１ａの内周の径よりも小さい。また、平面視小円形の複数の金属体９１１ａが規則的（たとえば後述するフォトニック結晶構造と同等）に配置されていてもよい。
【０１３４】
図５９〜図６１は、第５実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｅ１の各種変形例を示している。
【０１３５】
図５９および図６０は、第５実施形態の第１変形例にかかるテラヘルツ装置Ｅ２を示している。図５９は、テラヘルツ装置Ｅ２を示す平面図である。図６０は、図５９のＬＸ−ＬＸ線に沿う断面図である。この第１変形例にかかるテラヘルツ装置Ｅ２は、テラヘルツ装置Ｅ１と比較して、出射制御部材９１の代わりに出射制御部材９２を備えている点で異なる。
【０１３６】
テラヘルツ装置Ｅ２は、出射制御部材９２として、フォトニック結晶構造体を集積化している。なお、フォトニック結晶とは、２種類以上の光学材料(もしくは１種類の材料と空気)が周期的に配置されているものである。
【０１３７】
テラヘルツ装置Ｅ２は、封止樹脂７の樹脂主面７０１上に、誘電体９２１が形成されている。誘電体９２１は、たとえばシリコン酸化膜であるが、これに限定されない。誘電体９２１は、その表面（ｚ方向の上面であって、樹脂主面７０１と同じ方向を向く面）に、平面視円形状の複数の窪み９２１ａが、たとえばドットパターン状に配置されている。なお、複数の窪み９２１ａの配置は、ドットパターンに限定されず、出射制御部材９２がフォトニック結晶構造体として構成するように配置されていればよい。ドットパターン状に配置された複数の窪み９２１ａの一部は、図５９に示すように、平面視において、テラヘルツ素子１に重なる。また、ドットパターン状に配置された複数の窪み９２１ａの一部は、図５９に示すように、平面視において枠状部材６に包囲された領域に重なる。
【０１３８】
テラヘルツ装置Ｅ２において、複数の窪み９２１ａは、出射制御部材９２を周波数フィルタとして機能するように、配置されている。なお、複数の窪み９２１ａの配置は、これに限定されず、出射制御部材９２を、高Ｑ値の共振器、あるいは、分散制御を行う部材として機能するように、複数の窪み９２１ａが配置されていてもよい。たとえば、図５９における配列において、周期性を乱して、中心付近の窪み９２１ａを１〜３個なくすと、高Ｑ値の共振器として機能し、周期を緩やかに変化させる（隣り合う窪み９２１ａの間隔を緩やかに変える）と、分散制御部材として機能する。
【０１３９】
テラヘルツ装置Ｅ２によれば、テラヘルツ装置Ｅ１と同様の効果を奏することができる。なお、出射制御部材９２は、複数の窪み９２１ａが所定のパターンで配置された誘電体９２１を含んで構成される（図５９および図６０参照）。この構成によると、出射制御部材９２が周波数フィルタとして機能するので、出射制御部材９２によって、テラヘルツ素子１から放射されたテラヘルツ波の周波数を制御して出射することができる。
【０１４０】
本変形例において、出射制御部材９２は、フォトニック結晶構造体としての複数の窪みが誘電体９２１に形成されている場合を示したが、たとえば、フォトニック結晶構造体としての複数の窪みを樹脂主面７０１に直接設けてもよい。この場合であっても、上記テラヘルツ装置Ｅ２と同様の効果を奏することができる。
【０１４１】
図６１は、第５実施形態の第２変形例にかかるテラヘルツ装置Ｅ３を示している。図６１は、テラヘルツ装置Ｅ３を示す断面図であって、テラヘルツ装置Ｅ１の図５８に示す断面に対応した図である。この第２変形例にかかるテラヘルツ装置Ｅ３は、テラヘルツ装置Ｅ１と比較して、出射制御部材９１の代わりに出射制御部材９３を備えている点で異なる。
【０１４２】
テラヘルツ装置Ｅ３は、出射制御部材９３として、互いに屈折率の異なる複数の薄膜を積層した積層構造を集積化している。出射制御部材９３は、図６１に示すように、樹脂主面７０１上に第１薄膜９３１、第１薄膜９３１上に第２薄膜９３２、第２薄膜９３２上に第３薄膜９３３が積層されている。第１薄膜９３１、第２薄膜９３２および第３薄膜９３３は、平面視においてテラヘルツ素子１に重なる。第１薄膜９３１、第２薄膜９３２および第３薄膜９３３は、平面視において枠状部材６に包囲された領域に重なる。なお、図６１においては、３つの薄膜が形成されている場合を示しているが、この薄膜の数は、３つに限定されず、３つより少なくてもよいし、多くてもよい。第１薄膜９３１、第２薄膜９３２および第３薄膜９３３の屈折率は、封止樹脂７の屈折率をｎ7とすると、それぞれ、ｎ931，ｎ932，ｎ933である。このように、複数の薄膜の屈折率を変えることで、出射制御部材９３によって、テラヘルツ素子１から放射され、テラヘルツ装置Ｅ３から出射させるテラヘルツ波を制御している。なお、上記複数の薄膜の各屈折率は、適当なテラヘルツ波が出射されるように、適宜変更すればよい。
【０１４３】
テラヘルツ装置Ｅ３によれば、第５実施形態のテラヘルツ装置Ｅ１と同様の効果を奏することができる。
【０１４４】
図６２〜図６７は、第６実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｆ１を示している。図６２は、テラヘルツ装置Ｆ１を示す平面図である。図６３は、図６２に示す平面図において、封止樹脂７および外部電極４を想像線で示した図である。図６４は、テラヘルツ装置Ｆ１を示す底面図である。図６５は、図６４の一部（領域ＬＸＶ）を拡大した部分拡大図である。図６６は、図６３のＬＸＶＩ−ＬＸＶＩ線に沿う断面図である。図６７は、図６６の一部を拡大した部分拡大断面図である。第６実施形態のテラヘルツ装置Ｆ１は、テラヘルツ装置Ａ１と比較して、主に、支持基板２に窪みがあり、かつ、外部電極４が樹脂主面７０１上に形成されている点が異なる。
【０１４５】
本実施形態のテラヘルツ素子１は、能動素子１２が、ｚ方向において素子裏面１０２側に配置されている。よって、素子裏面１０２が能動面である。なお、本実施形態においても、平面視において、機能部（発振点）は、テラヘルツ素子１の中心位置Ｐ１に重なる。
【０１４６】
テラヘルツ素子１は、反射メタル１５をさらに含んでいる。反射メタル１５は、図６６に示すように、素子主面１０１を覆っている。反射メタル１５の構成材料は、たとえばＣｕである。テラヘルツ波を反射可能な材料であれば、特に限定されない。能動素子１２から発せされたテラヘルツ波は、反射メタル１５に反射されて、ｚ方向下方に放射される。
【０１４７】
支持基板２は、図６４および図６６に示すように、凹部２４を有している。凹部２４は、支持基板裏面２０２から支持基板主面２０１に向けて窪むように形成されている。凹部２４は、ｚ方向において、支持基板２を貫通していない。凹部２４は、円錐台状である。凹部２４は、ｚ方向に直交する断面が略円形である。凹部２４は、テーパがつけられている。このテーパによって、ｚ方向の直交する断面がｚ方向下方からｚ方向上方に向かうほど小さい。凹部２４の形成は、たとえば、異方性エッチングによる。異方性エッチングにおいては、先述のＫＯＨあるいは先述のＴＭＡＨなどのアルカリ性の液でエッチングをする。支持基板２の支持基板裏面２０２は、凹部２４によって、開口している。凹部２４は、図６４および図６６に示すように、底面２４１および連絡面２４２を有する。
【０１４８】
底面２４１は、ｚ方向に対して直交する。底面２４１は、平坦である。底面２４１は、ｚ方向上方を向いており、素子裏面１０２と同じ方向を向く。底面２４１は、平面視において、略円形である。
【０１４９】
連絡面２４２は、支持基板主面２０１および底面２４１に繋がる。連絡面２４２は、ｚ方向の一方（図６６の上方）の端縁が支持基板主面２０１に繋がり、ｚ方向の他方（図６６の下方）の端縁が底面２４１に繋がる。連絡面２４２は、平坦である。連絡面２４２は、底面２４１に対して傾斜している。支持基板裏面２０２が（１００）面であるため、連絡面２４２は、（１１１）面である。連絡面２４２は、底面２４１に対する傾斜角θ（図６６参照）がおよそ５４．７±０．５°である。
【０１５０】
凹部２４において、連絡面２４２と支持基板裏面２０２との境界２４ａは、図６５に示すように、ｘ方向に延びる境目とｙ方向に延びる境目とが交互に連なることで形成されている。境界２４ａを形成する各境目の長さは小さいので、図６４に示すように、境界２４ａは、巨視的に、平面視略円形となる。
【０１５１】
内部電極３は、配線層３１および貫通電極３５を含んでいる。よって、本実施形態における内部電極３は、第１実施形態における内部電極３と比較して、貫通電極３２の代わりに貫通電極３５を含んでいる。
【０１５２】
貫通電極３５は、封止樹脂７を貫通するように形成されている。貫通電極３５は、配線層３１と外部電極４とを導通させる。貫通電極３５は、配線層３１の配線層主面３１１の上に形成されている。貫通電極３５は、配線層主面３１１から、封止樹脂７の樹脂主面７０１から露出するまで、ｚ方向に延びている。貫通電極３５は、平面視において、ｙ方向に延びる帯状である。貫通電極３５は、テラヘルツ素子１のｘ方向の両側に配置されている。テラヘルツ素子１は、ｘ方向に見て、この貫通電極３５に完全に重なっている。平面視における貫通電極３５のｙ方向の各端縁は、ｘ方向に見て、テラヘルツ素子１に重ならない。
【０１５３】
貫通電極３５は、第１端面３５１および第２端面３５２を有している。第１端面３５１と第２端面３５２とは、ｚ方向において、離間し、かつ、互いに反対側を向く。第１端面３５１は、配線層３１に接している。これにより、貫通電極３５と配線層３１とが導通する。第２端面３５２は、封止樹脂７の樹脂主面７０１から露出している。第２端面３５２は、外部電極４に覆われており、外部電極４に接している。これにより、貫通電極３５と外部電極４とが導通する。
【０１５４】
外部電極４は、樹脂主面７０１よりもｚ方向上方に形成され、封止樹脂７から露出している。外部電極４は、第２端面３５２を覆っている。
【０１５５】
金属膜６５は、連絡面２４２を覆っている。なお、金属膜６５は、底面２４１に接していない。金属膜６５の構成材料は、たとえばＣｕである。なお、金属膜６５の構成材料は、テラヘルツ波を反射可能な材料であれば、Ｃｕに限定されない。金属膜６５の形成は、たとえばスパッタリング法あるいは真空蒸着法による。金属膜６５の形成方法は、これに限定されず、電解めっきであってもよい。
【０１５６】
金属膜６５は、平面視において、テラヘルツ素子１の中心位置Ｐ１の周囲に配置されている。中心位置Ｐ１は、テラヘルツ波の機能部（発振点）と略一致するので、金属膜６５は、テラヘルツ波の機能部（発振点）の周囲に配置されている。
【０１５７】
金属膜６５は、図６７に示すように、第１面６５１、第２面６５２および第３面６５３を含んでいる。第１面６５１は、凹部２４の連絡面２４２に当接し、当該連絡面を覆っている。第２面６５２は、第１面６５１に対して、略平行する。なお、第２面６５２は、湾曲していてもよい。第２面６５２の面積は、第１面６５１の面積よりも小さい。第３面６５３は、第１面６５１および第２面６５２に繋がる。第３面６５３は、湾曲している。第１面６５１と第３面６５３との境界は、底面２４１と連絡面２４２との境界と略一致している。なお、第１面６５１と第３面６５３との境界は、連絡面２４２の上にあってもよい。
【０１５８】
テラヘルツ装置Ｆ１において、テラヘルツ素子１の素子裏面１０２と支持基板２の支持基板主面２０１とのｚ方向における離間距離Ｔ１、および、凹部２４の底面２４１と支持基板２の支持基板主面２０１とのｚ方向における離間距離Ｔ２は、次のように設計されている。それは、離間距離Ｔ１および離間距離Ｔ２はともに、テラヘルツ波の半波長よりも小さい。あるいは、離間距離Ｔ１および離間距離Ｔ２はともに、テラヘルツ波の半波長の正の整数倍である。なお、半波長とは、テラヘルツ波の波長λの１／２倍（λ／２）である。
【０１５９】
テラヘルツ装置Ｆ１において、支持基板２の厚さ（支持基板主面２０１と支持基板裏面２０２とのｚ方向における離間距離）Ｔ３は、７２５μｍ程度である。なお、支持基板２の厚さＴ３が大きいほど、出射されるテラヘルツ波の利得が得られるので、支持基板２の厚さＴ３は、先述の値に限定されない。ただし、支持基板２の厚さＴ３を大きくするほど、テラヘルツ装置Ｆ１のｚ方向の寸法が大きくなる。支持基板２の厚さＴ３は、求められる製品仕様（テラヘルツ波の利得およびテラヘルツ装置Ｆ１のｚ方向の寸法など）に応じて、適宜設定すればよい。
【０１６０】
テラヘルツ装置Ｆ１において、底面２４１は、その直径Ｒ１が、λ／２以上λ以下の範囲に設定されている。このように設計することで、放射するテラヘルツ波をシングルモードで励起させることができる。なお、凹部２４のｚ方向下方の端縁（凹部２４による支持基板裏面２０２の開口部分）の直径Ｒ２は、Ｒ２＝Ｒ１＋２×（（Ｔ３−Ｔ２）×ｔａｎ（９０−θ））で算出される。
【０１６１】
テラヘルツ装置Ｆ１によれば、第１実施形態と同様に、テラヘルツ素子１が封止樹脂７によって、覆われているので、外界からの影響からテラヘルツ素子１を保護することができる。したがって、テラヘルツ装置Ｆ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、信頼性の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【０１６２】
テラヘルツ装置Ｆ１によれば、支持基板２には凹部２４が形成されている。凹部２４は、金属膜６５に覆われた連絡面２４２を含んでいる。金属膜６５は、平面視において、円環状であり、かつ、テラヘルツ素子１の機能部（発振点）を包囲している。この構成によると、テラヘルツ素子１から放射されたテラヘルツ波は、金属膜６５に反射して、出射される。このとき、凹部２４がホーンアンテナとして機能するので、当該凹部２４の形状および大きさにより、出射あるいは受信するテラヘルツ波の利得、指向性、および、偏波などを制御することができる。したがって、テラヘルツ装置Ｆ１は、ホーンアンテナを集積化することができる。なお、テラヘルツ装置Ｆ１においては、凹部２４が略円錐台形であるため、基本モードＴＥ11波で励振される。
【０１６３】
テラヘルツ装置Ｆ１によれば、貫通電極３５は、ｘ方向に見て、テラヘルツ素子１に重なり、ｙ方向の両側において、テラヘルツ素子１よりも延び出ている。この構成によると、貫通電極３５によって、テラヘルツ素子１からｘ方向に放射されたテラヘルツ波を、共振反射させることができる。これにより、テラヘルツ装置Ｆ１は、ノイズ成分が低減されたテラヘルツ波を発振することができる。また、テラヘルツ装置Ｆ１は、共振反射によって利得を向上させたテラヘルツ波を発振することができる。さらに、貫通電極３５によって、ｘ方向から他の電磁波を遮断することができる。つまり、貫通電極３５は、ｘ方向からの妨害電磁波を遮断する電磁シールドとして機能する。これにより、テラヘルツ装置Ｆ１は、外乱ノイズやクロストークといった問題を低減させることができる。したがって、テラヘルツ装置Ｆ１は、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、テラヘルツ波の出射品質あるいは受信品質の向上を図ったパッケージ構造をとることができる。
【０１６４】
テラヘルツ装置Ｆ１によれば、テラヘルツ素子１は、素子主面１０１を覆う反射メタル１５を含んでいる。この構成によると、テラヘルツ素子１において、能動素子１２から発振され、ｚ方向上方に出射されたテラヘルツ波は、反射メタル１５によって、ｚ方向下方に反射される。このため、テラヘルツ波がｚ方向下方に出射されるので、ｚ方向下方に出射させるテラヘルツ波の利得を向上させることができる。また、テラヘルツ波がｚ方向上方に出射されることを抑制できるので、テラヘルツ装置Ｆ１が実装された回路基板に与える悪影響（たとえばノイズなど）を抑制することができる。
【０１６５】
第６実施形態においては、凹部２４が、円錐台状である場合を示したが、これに限定されない。図６８および図６９は、第６実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｆ１がとりうる、凹部２４の他の実施形態をそれぞれ示している。なお、これらの図で示す凹部２４の形状は、一例であって、これらに限定されない。
【０１６６】
図６８および図６９は、凹部２４が角錐台状である場合のテラヘルツ装置Ｆ１を示す底面図である。図６８は、凹部２４が四角錐台状であって、ｚ方向における断面が略正方形である場合を示している。図６８に示す態様においては、凹部２４は、略正方形である先述の断面において、２つの対角線がｘ方向とｙ方向とにそれぞれ延びている。なお、凹部２４は、平面視において、略正方形である先述の断面の各辺が、テラヘルツ素子１の各辺と略平行となるように、形成されていてもよい。図６９は、凹部２４が四角錐台状であって、ｚ方向における断面が長方形である場合を示している。図６９に示す態様においては、凹部２４は、長方形における先述の断面において、長辺がｙ方向に延びている。なお、凹部２４は、長方形である先述の断面において、長辺がｘ方向に延びるように形成されていてもよい。
【０１６７】
図６８および図６９に示す各テラヘルツ装置Ｆ１においても、テラヘルツ装置Ｆ１と同様に、凹部２４および金属膜６５が、ホーンアンテナとして機能する。したがって、テラヘルツ素子１をモジュール化する上で、ホーンアンテナが集積化されたパッケージ構造をとることができる。なお、図６８に示す態様においては、凹部２４がダイアゴナルホーンと呼ばれるホーンアンテナとして機能し、マルチモードに対応する。一方、図６９に示す態様においては、凹部２４が長方形であるため、基本モードＴＥ01波で励振される。
【０１６８】
第６実施形態においては、貫通電極３５の平面視形状は、図６２に示したものに限定されない。図７０および図７１は、第６実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｆ１がとりうる、貫通電極３５の他の実施形態をそれぞれ示している。図７０および図７１はともに、当該変形例にかかるテラヘルツ装置Ｆ１を示す平面図である。なお、これらの図で示す貫通電極３５の平面視形状は、一例である。
【０１６９】
図７０に示すテラヘルツ装置Ｆ１においては、貫通電極３５は、平面視においてテラヘルツ素子１を包囲するように形成されている。なお、貫通電極３５は、互いに離間した２つのＬ字状の部材で形成されており、テラヘルツ素子１を完全には包囲していない。図７０に示すテラヘルツ装置Ｆ１によれば、貫通電極３５は、スリット６９を有する枠状部材６と同様に、構成される。したがって、貫通電極３５が電磁シールドとして機能するので、外乱ノイズやクロストークなどを低減させることができる。また、テラヘルツ波が貫通電極３５によって共振反射されるので、テラヘルツ装置Ｆ１から出射されるテラヘルツ波のノイズ低減および利得向上を図ることができる。
【０１７０】
図７１に示すテラヘルツ装置Ｆ１においては、貫通電極３５は、柱状に形成されている。当該貫通電極３５は、ｘ方向に見て、テラヘルツ素子１よりも小さく、かつ、平面視におけるｙ方向の各端縁がともに、ｘ方向に見て、テラヘルツ素子１に重なっている。
【０１７１】
図７０および図７１に示す各テラヘルツ装置Ｆ１において、外部電極４は、貫通電極３５の第２端面３５２の平面視形状に応じて、その形状が変化している。
【０１７２】
第６実施形態において、外部電極４の形成範囲は、図６２に示したものに限定されない。図７２〜図７４は、第６実施形態にかかるテラヘルツ装置Ｆ１がとりうる、外部電極４の他の実施形態をそれぞれ示している。なお、これらの図で示す外部電極４の形成範囲は、一例である。
【０１７３】
図７２は、図６２に示すテラヘルツ装置Ｆ１に対して外部電極４の形成範囲を変えた場合の、テラヘルツ装置Ｆ１を示す平面図である。図７３は、図７０に示すテラヘルツ装置Ｆ１に対して外部電極４の形成範囲を変えた場合の、テラヘルツ装置Ｆ１を示す平面図である。図７４は、図７１に示すテラヘルツ装置Ｆ１に対して外部電極４の形成範囲を変えた場合の、テラヘルツ装置Ｆ１を示す平面図である。
【０１７４】
図７２〜図７４に示す各態様において、外部電極４は、貫通電極３５の第２端面３５２および封止樹脂７の樹脂主面７０１に跨って形成されている。なお、図７３に示すテラヘルツ装置Ｆ１においては、貫通電極３５の第２端面３５２の一部が封止樹脂７から露出している。そのため、少なくとも封止樹脂７から露出する第２端面３５２の上に、絶縁性の保護膜を形成しておくことで、意図せぬ短絡を抑制することができる。
【０１７５】
図７２に示すテラヘルツ装置Ｆ１によれば、図６２に示すテラヘルツ装置Ｆ１と比較して、平面視における外部電極４の面積を大きくすることができる。同様に、図７３に示すテラヘルツ装置Ｆ１によれば、図７０に示すテラヘルツ装置Ｆ１と比較して、平面視における外部電極４の面積を大きくすることができ、図７４に示すテラヘルツ装置Ｆ１によれば、図７１に示すテラヘルツ装置Ｆ１と比較して、平面視における外部電極４の面積を大きくすることができる。したがって、図７２〜図７４に示す各テラヘルツ装置Ｆ１は、回路基板などに実装するための外部電極４の面積が大きくなるので、回路基板との接合強度あるいは導通効率を向上させることができる。
【０１７６】
図７２および図７４に示す各テラヘルツ装置Ｆ１によれば、外部電極４は、平面視において、テラヘルツ素子１の一部に重なっている。この構成によると、外部電極４は、ｚ方向上方からの電磁波を反射させる電磁シールドとして機能する。したがって、図７２および図７４に示す各テラヘルツ装置Ｆ１は、外乱ノイズやクロストークなどを低減させることができる。
【０１７７】
図７５は、第６実施形態の第１変形例にかかるテラヘルツ装置Ｆ２を示している。図７５は、テラヘルツ装置Ｆ２を示す断面図である。なお、図７５に示す断面図は、図６６に示す断面に対応する。テラヘルツ装置Ｆ２は、テラヘルツ装置Ｆ１と比較して、支持基板２の形状が異なる。
【０１７８】
テラヘルツ装置Ｆ２において、支持基板２は、テラヘルツ装置Ｆ１の支持基板２と比較して、２つの隆起部２５，２６をさらに含んでいる。
【０１７９】
隆起部２５は、凹部２４の底面２４１からｚ方向に隆起している。隆起部２５は、円錐台状である。なお、隆起部２５は、円錐台状に限定されず、角錐台状、円錐状あるいは角錐状などであってもよい。または、隆起部２５は、円柱状あるいは角柱状であってもよい。平面視において、隆起部２５の中心は、底面２４１の中心に重なっている。また、平面視において、隆起部２５の中心に、テラヘルツ素子１の機能部（テラヘルツ波の発振点）が重なっている。なお、テラヘルツ素子１の機能部は、隆起部２５の中心に重なっていなくてもよく、隆起部２５のいずれかに重なっていればよい。隆起部２５により、底面２４１は、平面視において、円環状である。隆起部２５は、頂面２５１および連絡面２５２を含んでいる。
【０１８０】
頂面２５１は、ｚ方向に対して直交する。頂面２５１は、平坦である。頂面２５１は、ｚ方向下方を向く。頂面２５１は、平面視略円形状である。なお、隆起部２５が角錐台状である場合、頂面２５１は、平面視多角形状である。平面視において、頂面２５１の面積は、底面２４１の面積よりも小さい。
【０１８１】
連絡面２５２は、底面２４１および頂面２５１に繋がる。連絡面２５２は、ｚ方向の一方（図７５の上方）の端縁が底面２４１に繋がり、ｚ方向の他方（図７５の下方）の端縁が頂面２５１に繋がる。連絡面２５２は、底面２４１に対して、傾斜している。この傾斜角は、５４．７±０．５°である。連絡面２５２によって、隆起部２５は、テーパがつけられている。このテーパにより、隆起部２５は、ｚ方向に直交する断面の面積が、ｚ方向上方からｚ方向下方に向かうほど、小さい。
【０１８２】
隆起部２６は、支持基板主面２０１からｚ方向に隆起している。隆起部２６は、円錐台状、角錐台状、円錐状あるいは角錐状のいずれであってもよい。よって、隆起部２６には、テーパがつけられている。このテーパにより、隆起部２６は、ｚ方向に直交する断面の面積が、ｚ方向下方からｚ方向上方に向かうほど、小さい。隆起部２６は、平面視において、テラヘルツ素子１に重なる。隆起部２６は、テラヘルツ素子１のｚ方向下方に形成されている。隆起部２６は、封止樹脂７に覆われている。平面視において、隆起部２６の中心は、隆起部２５の中心および底面２４１の中心の両方に重なる。また、平面視において、隆起部２６の中心に、テラヘルツ素子１の機能部（テラヘルツ波の発振点）が重なっている。
【０１８３】
テラヘルツ装置Ｆ２においても、テラヘルツ装置Ｆ１と同様の効果を奏することができる。
【０１８４】
テラヘルツ装置Ｆ２によれば、支持基板２は、凹部２４の底面２４１から隆起した隆起部２５を備えている。隆起部２５は、頂面２５１および連絡面２５２を含んでいる。連絡面２５２は、底面２４１に対して傾斜している。よって、隆起部２６にテーパがつけられている。この構成によると、テラヘルツ装置Ｆ１と比較して、凹部２４において、ｚ方向に直交する面（以下、「第１直交面」という。）の面積を小さくできる。テラヘルツ装置Ｆ２においては、第１直交面は、底面２４１および頂面２５１である。テラヘルツ波が、誘電率（屈折率）の異なる２つの物質の界面に入射されるとき、屈折や反射などの現象が生じる。そのため、先述の第１直交面により、ｚ方向下方に進行するテラヘルツ波は、垂直反射する。よって、第１直交面の面積を小さくできるので、この第１直交面による垂直反射を抑制できる。したがって、テラヘルツ装置Ｆ２は、ｚ方向下方に照射させるテラヘルツ波の利得を向上させることができる。
【０１８５】
テラヘルツ装置Ｆ２によれば、支持基板２は、隆起部２６を備えている。隆起部２６は、支持基板２の支持基板主面２０１から隆起している。隆起部２６は、隆起部２５と同様に、テーパがつけられている。この構成によると、テラヘルツ装置Ｆ１と比較して、支持基板２において、ｚ方向に直交する面（以下、「第２直交面」という。）の面積を小さくできる。テラヘルツ装置Ｆ２においては、第２直交面は、支持基板主面２０１である。よって、第２直交面の面積を小さくできるので、この第２直交面による垂直反射を抑制できる。したがって、テラヘルツ装置Ｆ２は、ｚ方向下方に照射させるテラヘルツ波の利得を向上させることができる。
【０１８６】
テラヘルツ装置Ｆ２において、隆起部２５および隆起部２６の形状は、図７５に示したものに限定されない。図７６は、テラヘルツ装置Ｆ２がとりうる、隆起部２５，２６の他の実施形態を示している。なお、図７６に示す隆起部２５，２６の形状は、一例である。
【０１８７】
図７６は、隆起部２５，２６がともに、円錐状（あるいは略角錐状）である場合のテラヘルツ装置Ｆ２を示す断面図である。図７６に示す断面図は、図７５の断面に対応する。
【０１８８】
図７６に示すテラヘルツ装置Ｆ２において、隆起部２５は、円錐状である。そのため、頂面２５１を有しておらず、頂部２５３を有している。頂部２５３は、隆起部２５のうち、ｚ方向下方の先端部分である。頂部２５３は、ｚ方向において、支持基板裏面２０２と同じ位置にある。なお、頂部２５３は、ｚ方向において、支持基板裏面２０２よりも、ｚ方向上方に位置していてもよい。図７６における連絡面２５２の傾斜角は、図７５における連絡面２５２の傾斜角よりも、大きい。
【０１８９】
図７６に示すテラヘルツ装置Ｆ２において、隆起部２６は、円錐台状である。隆起部２６は、頂部２６１を有している。
【０１９０】
図７６に示すテラヘルツ装置Ｆ２によれば、支持基板２は、隆起部２５および隆起部２６を含んでいる。よって、図７５に示すテラヘルツ装置Ｆ２に同様に、ｚ方向下方に照射させるテラヘルツ波の利得を向上させることができる。
【０１９１】
図７６に示すテラヘルツ装置Ｆ２によれば、隆起部２５，２６はともに、錐体状である。よって、図７５に示すテラヘルツ装置Ｆ２と比較して、先述の第１直交面および第２直交面をさらに小さくすることができる。したがって、ｚ方向下方に照射させるテラヘルツ波の利得を向上させることができる。
【０１９２】
図７５および図７６に示す各テラヘルツ装置Ｆ２においては、支持基板２は、隆起部２５および隆起部２６をともに含んでいる場合を示したが、これに限定されない。図７５および図７６に示す各テラヘルツ装置Ｆ２において、支持基板２は、隆起部２５または隆起部２６のいずれか一方のみを含むものであってもよい。
【０１９３】
図７５および図７６に示す各テラヘルツ装置Ｆ２においては、支持基板２に隆起部２５および隆起部２６が形成されている場合を示したが、これに限定されない。たとえば、隆起部２５および隆起部２６のいずれか一方あるいはその両方が、支持基板２とは異なる部材によって構成されて、支持基板２に接着されていてもよい。
【０１９４】
図７７は、第６実施形態の第２変形例にかかるテラヘルツ装置Ｆ３を示している。図７７は、テラヘルツ装置Ｆ３を示す断面図である。なお、図７７に示す断面図は、図６６に示す断面に対応する。テラヘルツ装置Ｆ３は、テラヘルツ装置Ｆ１と比較して、出射制御部材９４をさらに備えている点で異なる。
【０１９５】
出射制御部材９４は、先述の出射制御部材９１〜９３と同様に、テラヘルツ素子１から放射されるテラヘルツ波の、偏波制御、周波数制御、指向性制御、分散制御、あるいは、共振制御などを行う。出射制御部材９４は、出射制御部材９１と同様に、メタマテリアル構造体である。出射制御部材９４は、樹脂層９４１およびパターン層９４２を含んでいる。
【０１９６】
樹脂層９４１は、一部が支持基板２の凹部２４に充填されつつ、支持基板裏面２０２を覆うように形成されている。樹脂層９４１は、ｚ方向の下方を向く露出面９４１ａを有する。露出面９４１ａは、テラヘルツ装置Ｆ３の外部に露出している。
【０１９７】
パターン層９４２は、樹脂層９４１の露出面９４１ａ上に形成されている。パターン層９４２は、先述のパターン層９１１と同様に構成されている。パターン層９４２は、複数の金属体９４２ａを含んで構成される。各金属体９４２ａは、平面視において、ｙ方向に延びる帯状であって、ｘ方向に並んでいる。よって、パターン層９４２は、帯状の複数の金属体９４２ａがルーバー状に配置されて構成されている。なお、パターン層９４２は、先述の出射制御部材９１と同様に、保護層に覆われていてもよい。つまり、テラヘルツ装置Ｆ３において、出射制御部材９４の代わりに、出射制御部材９１を備えていてもよい。
【０１９８】
テラヘルツ装置Ｆ３においても、テラヘルツ装置Ｆ１と同様の効果を奏することができる。さらに、テラヘルツ装置Ｆ３によれば、出射制御部材９４を備えている。したがって、テラヘルツ装置Ｆ３は、出射制御部材９４によって、テラヘルツ波の出射あるいは受信を制御することができる。
【０１９９】
第６実施形態の第２変形例において、出射制御部材９４の構成は、図７７に示したものに限定されない。図７８および図７９は、第６実施形態の第２変形例にかかるテラヘルツ装置Ｆ３がとりうる、出射制御部材９４の他の実施形態をそれぞれ示している。図７８および図７９はともに、当該変形例にかかるテラヘルツ装置Ｆ３を示す断面図である。図７８および図７９に示す断面図はそれぞれ、図６６に示す断面に対応する。なお、これらの図で示す出射制御部材９４の構成は、一例である。
【０２００】
図７８に示すテラヘルツ装置Ｆ３において、パターン層９４２は樹脂層９４１に埋め込まれている。パターン層９４２は、樹脂層９４１のうち、ｚ方向における、樹脂層９４１の露出面９４１ａ側に配置されている。なお、図７８においては、パターン層９４２の各金属体９４２ａは、ｚ方向下方を向く面が、樹脂層９４１の露出面９４１ａから露出しているが、樹脂層９４１に覆われていてもよい。つまり、パターン層９４２は、樹脂層９４１に完全に埋め込まれていてもよい。なお、図７８において、出射制御部材９は、１つのパターン層９４２を含んでいる場合を示しているが、複数のパターン層９４２が積層された構成であってもよい。この場合、複数のパターン層９４２は、ｚ方向に積層され、複数のパターン層９４２の各々の間には、樹脂層９４１が介在した態様となる。出射制御部材９が複数のパターン層９４２を含んでいる場合、最もｚ方向下方に位置するパターン層９４２は、樹脂層９４１の露出面９４１ａの上に形成されていてもよいし、一部あるいは全部が樹脂層９４１に覆われていてもよい。
【０２０１】
図７９に示すテラヘルツ装置Ｆ３において、出射制御部材９４は、樹脂層９４１の代わりに、誘電体層９４３を含んでいる。誘電体層９４３は、パターン層９４２を覆っている。誘電体層９４３は、誘電体シートであってもよいし、誘電体基板であってもよい。誘電体層９４３の構成材料は、先述の誘電体９２１の構成材料と同じである。誘電体層９４３は、支持基板裏面２０２を覆うとともに、凹部２４に蓋をするように形成されている。このため、凹部２４は、空隙である。なお、図７９における出射制御部材９４は、１つのパターン層９４２を含んでいる場合を示しているが、複数のパターン層９４２が積層された構成であってもよい。この場合、複数のパターン層９４２は、ｚ方向に積層され、複数のパターン層９４２の各々の間には、誘電体層９４３が介在した態様となる。
【０２０２】
図７８および図７９に示す各テラヘルツ装置Ｆ３においても、図７７に示すテラヘルツ装置Ｆ３と同様の効果を奏することができる。
【０２０３】
図７７〜図７９に示す出射制御部材９４は、出射制御部材９１と同様のメタマテリアル構造体（図５７および図５８参照）である場合を示したが、これに限定されない。テラヘルツ装置Ｆ３は、図７７および図７９に示す各出射制御部材９４，９５の代わりに、出射制御部材９２と同様のフォトニック結晶構造体（図５９および図６０参照）を備えていてもよいし、出射制御部材９３と同様の屈折率の異なる複数の薄膜を積層した積層構造体（図６１参照）を備えていてもよい。
【０２０４】
本開示にかかるテラヘルツ装置およびその製造方法は、先述の実施形態に限定されるものではない。本開示のテラヘルツ装置の各部の具体的な構成および本開示のテラヘルツ装置の製造方法の各工程の具体的な処理は、種々に設計変更自在である。
【０２０５】
本開示にかかるテラヘルツ装置およびテラヘルツ装置の製造方法は、以下の付記に関する実施形態を含む。
［付記１］
第１方向において互いに離間する素子主面および素子裏面を有し、テラヘルツ波と電気エネルギーとの変換を行うテラヘルツ素子と、
前記テラヘルツ素子を覆う封止樹脂と、
前記テラヘルツ素子に導通する配線層と、
前記第１方向に見て、前記テラヘルツ素子の周囲に配置された、導電体からなる枠状部材と、
を備えており、
前記枠状部材は、前記テラヘルツ波を反射可能な反射面を有する、テラヘルツ装置。
［付記２］
前記テラヘルツ素子は、前記素子主面および前記素子裏面に挟まれ、かつ、前記素子主面および前記素子裏面に繋がる素子側面を、さらに有しており、
前記封止樹脂の一部は、前記素子側面と前記枠状部材との間に介在する、付記１に記載のテラヘルツ装置。
［付記３］
前記枠状部材は、前記配線層から離間して配置されている、付記２に記載のテラヘルツ装置。
［付記４］
前記枠状部材は、前記第１方向に見て、前記テラヘルツ素子を囲む環状である、付記３に記載のテラヘルツ装置。
［付記５］
前記枠状部材は、前記反射面としての内周面と、外周面とを有しており、
前記枠状部材には、前記第１方向に見て、前記内周面から前記外周面に繋がるスリットが形成されている、付記４に記載のテラヘルツ装置。
［付記６］
前記枠状部材は、前記第１方向に見て、前記スリットによって分離された複数の金属個物を含んでおり、
前記複数の金属個物の各長辺方向の長さの和は、前記スリットを挟んで配置される２つの金属個物の離間距離の和よりも小さい、付記５に記載のテラヘルツ装置。
［付記７］
前記素子裏面に対向する支持基板主面、および、前記支持基板主面と反対側を向く支持基板裏面を有し、前記テラヘルツ素子を支持する支持基板をさらに備える、付記１ないし付記６のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
［付記８］
前記配線層に導通し、前記封止樹脂から露出する外部電極をさらに備える、付記７に記載のテラヘルツ装置。
［付記９］
前記支持基板を貫通し、前記配線層および前記外部電極を導通させる貫通電極をさらに備えている、付記８に記載のテラヘルツ装置。
［付記１０］
前記支持基板には、前記支持基板主面から前記支持基板裏面まで繋がる貫通孔が形成されており、
前記貫通電極は、前記貫通孔に充填されている、付記９に記載のテラヘルツ装置。
［付記１１］
前記配線層は、前記支持基板上に形成されており、
前記テラヘルツ素子と前記配線層との間に介在し、かつ、前記テラヘルツ素子と前記配線層とを導通接合する接合層をさらに備えている、付記７ないし付記１０のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
［付記１２］
前記枠状部材は、前記支持基板主面から起立する、付記７ないし付記１１のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
［付記１３］
前記素子主面は、前記第１方向に直交する第２方向に見て、前記枠状部材に重なる、付記１２に記載のテラヘルツ装置。
［付記１４］
前記テラヘルツ素子とは異なる半導体素子をさらに備えており、
前記枠状部材は、前記第１方向に見て前記テラヘルツ素子および前記半導体素子を包囲する、付記１ないし付記１３のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
［付記１５］
前記テラヘルツ素子とは異なる半導体素子をさらに備えており、
前記半導体素子は、前記第１方向に見て前記枠状部材の外方に配置されている、付記１ないし付記１３のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
［付記１６］
前記第１方向に見て前記素子主面に重なり、前記テラヘルツ波の出射を制御する出射制御部材をさらに備える、付記１ないし付記１５のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
［付記１７］
前記封止樹脂は、前記素子主面と同じ方向を向く樹脂主面、および、前記第１方向において前記樹脂主面と反対側を向く樹脂裏面を有しており、
前記樹脂主面は、前記樹脂裏面よりも粗面である、付記１ないし付記１６のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
［付記１８］
前記素子主面は、前記封止樹脂から露出している、付記１ないし付記１７のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
［付記１９］
第１方向において互いに離間する素子主面および素子裏面を有し、テラヘルツ波と電気エネルギーとの変換を行うテラヘルツ素子を備えるテラヘルツ装置の製造方法であって、
前記第１方向において互いに反対側を向く支持基板主面および支持基板裏面を有する支持基板を用意する支持基板用意工程と、
導電体からなる枠状部材を前記支持基板に形成する枠状部材形成工程と、
前記テラヘルツ素子に導通する配線層を形成する配線層形成工程と、
前記枠状部材が前記第１方向に見て前記テラヘルツ素子の周囲に配置されるように、前記テラヘルツ素子を前記支持基板に搭載する素子搭載工程と、
前記テラヘルツ素子を覆う封止樹脂を形成する樹脂形成工程と、
前記支持基板を研削する研削工程と、
を有しており、
前記枠状部材は、前記テラヘルツ波を反射可能な反射面を有している、テラヘルツ装置の製造方法。
［付記２０］
前記配線層に導通する外部電極を形成する外部電極形成工程と、
前記支持基板を貫通し、前記配線層および前記外部電極を導通させる貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、をさらに有しており、
前記配線層形成工程において、前記配線層を前記支持基板主面上に形成しており、
前記研削工程において、前記支持基板裏面から前記貫通電極が露出するまで、前記支持基板裏面から前記支持基板を研削し、
前記外部電極形成工程は、前記支持基板裏面から露出した前記貫通電極の表面に前記外部電極を形成する、付記１９に記載のテラヘルツ装置の製造方法。
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【国際調査報告】
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