光半導体装置
【課題】駆動電圧の印加が必要な外部光源を用いることなく、発光素子の出射端面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる光半導体装置を得る。
【解決手段】レーザダイオード１０（発光素子）は、出射端面１０ａから光１２を出射する。レーザダイオード１０の出射端面１０ａにＴｉＯ２膜１６（有機物付着防止膜）が形成されている。ＴｉＯ２膜１６は、特定の波長の光が照射されると有機物を分解除去する光触媒反応を起こす。反射鏡１８は、レーザダイオード１０から出射された光１２の一部を反射して、ＴｉＯ２膜１６に照射する。波長変換器２０は、ＴｉＯ２膜１６に照射される光２２の波長を、ＴｉＯ２膜１６が光触媒反応を起こすような波長に変換する。
【解決手段】レーザダイオード１０（発光素子）は、出射端面１０ａから光１２を出射する。レーザダイオード１０の出射端面１０ａにＴｉＯ２膜１６（有機物付着防止膜）が形成されている。ＴｉＯ２膜１６は、特定の波長の光が照射されると有機物を分解除去する光触媒反応を起こす。反射鏡１８は、レーザダイオード１０から出射された光１２の一部を反射して、ＴｉＯ２膜１６に照射する。波長変換器２０は、ＴｉＯ２膜１６に照射される光２２の波長を、ＴｉＯ２膜１６が光触媒反応を起こすような波長に変換する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の出射端面又は受光素子のチップ表面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐ光半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の光半導体装置を示す断面図である。レーザダイオード１０は、出射端面１０ａから光１２を出射する。レーザダイオード１０の出射端面１０ａにコーティング膜１４が形成されている。
【０００３】
レーザダイオード１０の周囲に汚染などにより有機分子４０（有機汚染）が存在する場合、レーザダイオード１０を発光させるとレーザダイオード１０の発光点付近に有機物４２が堆積し、レーザダイオード１０が故障する場合があった（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
この問題を解決するために、レーザダイオードの出射端面に、有機物を分解除去する光触媒反応を起こす有機物付着防止膜を形成し、この有機物付着防止膜に光触媒反応を起こさせる光を照射する外部光源を設けることが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、受光素子を覆うパッケージの窓部に有機物付着防止膜を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】J. A. Sharps, Conf. Proc. IEEE. Lasers and Electro-Optics Society, 1994 Annual Meeting, Boston, p35-36 (1994)
【特許文献１】特開２００３−５９０８７号公報
【特許文献２】特開２００４−１７９５９５号公報
【特許文献３】特開２００６−１８６２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光半導体装置では、ＬＥＤなどの外部光源を駆動するために駆動電圧の印加が必要であった。また、受光素子を覆うパッケージの窓部に有機物付着防止膜を設ける技術はパッケージの窓ガラスがない場合には適用できない。従って、受光素子のチップ表面に付着した有機物を分解除去する技術は提案されていなかった。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、駆動電圧の印加が必要な外部光源を用いることなく、発光素子の出射端面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる光半導体装置を得るものである。
【０００８】
第２の目的は、受光素子のチップ表面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる光半導体装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、出射端面から光を出射する発光素子と、発光素子の出射端面に形成され、特定の波長の光が照射されると有機物を分解除去する光触媒反応を起こす有機物付着防止膜と、発光素子から出射された光の一部を反射して、有機物付着防止膜に照射する反射鏡と、有機物付着防止膜に照射される光の波長を、有機物付着防止膜が光触媒反応を起こすような波長に変換する波長変換器とを備えることを特徴とする光半導体装置である。
【００１０】
第２の発明は、チップ表面で光を受光する受光素子と、受光素子のチップ表面に形成され、特定の波長の光が照射されると有機物を分解除去する光触媒反応を起こす有機物付着防止膜とを備えることを特徴とする光半導体装置である。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明により、駆動電圧の印加が必要な外部光源を用いることなく、発光素子の出射端面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる。
【００１２】
第２の発明により、受光素子のチップ表面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光半導体装置を示す断面図である。レーザダイオード１０（発光素子）は、出射端面１０ａから光１２を出射する。レーザダイオード１０の出射端面１０ａに、反射率制御や出射面保護などのためにＡｌ２Ｏ３やＳｉＯ２などのコーティング膜１４が形成され、その上に更にＴｉＯ２膜１６（有機物付着防止膜）が形成されている。
【００１４】
反射鏡１８は、レーザダイオード１０から出射された光１２の一部を反射して、ＴｉＯ２膜１６に照射する。波長変換器２０は、物質中で光が受ける非線形効果を利用して、ＴｉＯ２膜１６に照射される光２２の波長を特定の波長に変換する。波長変換器２０は、例えばＫＤＰ（ＫＨ２ＰＯ４）結晶、ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ６Ｏ１０）結晶、ＫＮｂＯ３（ニオブ酸カリウム）結晶などの非線形光学結晶である。
【００１５】
ＴｉＯ２膜１６は、波長変換器２０から特定の波長の光、具体的にはエネルギーがＴｉＯ２のバンドギャップ（〜３．０ｅＶ）以上となる波長３８０ｎｍ以下の光が照射されると、ＴｉＯ２膜１６の表面に付着している有機物を分解除去する光触媒反応を起こす。
【００１６】
上記のように反射鏡１８と波長変換器２０を設けたことにより、駆動電圧の印加が必要な外部光源を用いることなく、発光素子の出射端面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる。
【００１７】
実施の形態２．
図２は、実施の形態２に係る光半導体装置を示す断面図である。受光素子２４はチップ表面２４ａで光２８を受光する。受光素子２４のチップ表面２４ａに絶縁膜３０が形成され、その上に更にＴｉＯ２膜３２（有機物付着防止膜）や電極３４が形成されている。
【００１８】
ＴｉＯ２膜３２は、外部光源３６から特定の波長の光３８、具体的にはエネルギーがバンドギャップ（〜３．０ｅＶ）以上となる波長３８０ｎｍ以下の光が照射されるとＴｉＯ２膜３２の、表面に付着している有機物を分解除去する光触媒反応を起こす。
【００１９】
上記の構成により、受光素子のチップ表面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１に係る光半導体装置を示す断面図である。
【図２】実施の形態２に係る光半導体装置を示す断面図である。
【図３】従来の光半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０ レーザダイオード（発光素子）
１０ａ 出射端面
１６，３２ ＴｉＯ２膜（有機物付着防止膜）
１８ 反射鏡
２０ 波長変換器
２４ 受光素子
２４ａ チップ表面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の出射端面又は受光素子のチップ表面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐ光半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の光半導体装置を示す断面図である。レーザダイオード１０は、出射端面１０ａから光１２を出射する。レーザダイオード１０の出射端面１０ａにコーティング膜１４が形成されている。
【０００３】
レーザダイオード１０の周囲に汚染などにより有機分子４０（有機汚染）が存在する場合、レーザダイオード１０を発光させるとレーザダイオード１０の発光点付近に有機物４２が堆積し、レーザダイオード１０が故障する場合があった（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
この問題を解決するために、レーザダイオードの出射端面に、有機物を分解除去する光触媒反応を起こす有機物付着防止膜を形成し、この有機物付着防止膜に光触媒反応を起こさせる光を照射する外部光源を設けることが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、受光素子を覆うパッケージの窓部に有機物付着防止膜を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】J. A. Sharps, Conf. Proc. IEEE. Lasers and Electro-Optics Society, 1994 Annual Meeting, Boston, p35-36 (1994)
【特許文献１】特開２００３−５９０８７号公報
【特許文献２】特開２００４−１７９５９５号公報
【特許文献３】特開２００６−１８６２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光半導体装置では、ＬＥＤなどの外部光源を駆動するために駆動電圧の印加が必要であった。また、受光素子を覆うパッケージの窓部に有機物付着防止膜を設ける技術はパッケージの窓ガラスがない場合には適用できない。従って、受光素子のチップ表面に付着した有機物を分解除去する技術は提案されていなかった。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、駆動電圧の印加が必要な外部光源を用いることなく、発光素子の出射端面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる光半導体装置を得るものである。
【０００８】
第２の目的は、受光素子のチップ表面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる光半導体装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、出射端面から光を出射する発光素子と、発光素子の出射端面に形成され、特定の波長の光が照射されると有機物を分解除去する光触媒反応を起こす有機物付着防止膜と、発光素子から出射された光の一部を反射して、有機物付着防止膜に照射する反射鏡と、有機物付着防止膜に照射される光の波長を、有機物付着防止膜が光触媒反応を起こすような波長に変換する波長変換器とを備えることを特徴とする光半導体装置である。
【００１０】
第２の発明は、チップ表面で光を受光する受光素子と、受光素子のチップ表面に形成され、特定の波長の光が照射されると有機物を分解除去する光触媒反応を起こす有機物付着防止膜とを備えることを特徴とする光半導体装置である。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明により、駆動電圧の印加が必要な外部光源を用いることなく、発光素子の出射端面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる。
【００１２】
第２の発明により、受光素子のチップ表面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光半導体装置を示す断面図である。レーザダイオード１０（発光素子）は、出射端面１０ａから光１２を出射する。レーザダイオード１０の出射端面１０ａに、反射率制御や出射面保護などのためにＡｌ２Ｏ３やＳｉＯ２などのコーティング膜１４が形成され、その上に更にＴｉＯ２膜１６（有機物付着防止膜）が形成されている。
【００１４】
反射鏡１８は、レーザダイオード１０から出射された光１２の一部を反射して、ＴｉＯ２膜１６に照射する。波長変換器２０は、物質中で光が受ける非線形効果を利用して、ＴｉＯ２膜１６に照射される光２２の波長を特定の波長に変換する。波長変換器２０は、例えばＫＤＰ（ＫＨ２ＰＯ４）結晶、ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ６Ｏ１０）結晶、ＫＮｂＯ３（ニオブ酸カリウム）結晶などの非線形光学結晶である。
【００１５】
ＴｉＯ２膜１６は、波長変換器２０から特定の波長の光、具体的にはエネルギーがＴｉＯ２のバンドギャップ（〜３．０ｅＶ）以上となる波長３８０ｎｍ以下の光が照射されると、ＴｉＯ２膜１６の表面に付着している有機物を分解除去する光触媒反応を起こす。
【００１６】
上記のように反射鏡１８と波長変換器２０を設けたことにより、駆動電圧の印加が必要な外部光源を用いることなく、発光素子の出射端面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる。
【００１７】
実施の形態２．
図２は、実施の形態２に係る光半導体装置を示す断面図である。受光素子２４はチップ表面２４ａで光２８を受光する。受光素子２４のチップ表面２４ａに絶縁膜３０が形成され、その上に更にＴｉＯ２膜３２（有機物付着防止膜）や電極３４が形成されている。
【００１８】
ＴｉＯ２膜３２は、外部光源３６から特定の波長の光３８、具体的にはエネルギーがバンドギャップ（〜３．０ｅＶ）以上となる波長３８０ｎｍ以下の光が照射されるとＴｉＯ２膜３２の、表面に付着している有機物を分解除去する光触媒反応を起こす。
【００１９】
上記の構成により、受光素子のチップ表面に付着した有機物を分解除去して、素子劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１に係る光半導体装置を示す断面図である。
【図２】実施の形態２に係る光半導体装置を示す断面図である。
【図３】従来の光半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０ レーザダイオード（発光素子）
１０ａ 出射端面
１６，３２ ＴｉＯ２膜（有機物付着防止膜）
１８ 反射鏡
２０ 波長変換器
２４ 受光素子
２４ａ チップ表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出射端面から光を出射する発光素子と、
前記発光素子の前記出射端面に形成され、特定の波長の光が照射されると有機物を分解除去する光触媒反応を起こす有機物付着防止膜と、
前記発光素子から出射された光の一部を反射して、前記有機物付着防止膜に照射する反射鏡と、
前記有機物付着防止膜に照射される光の波長を、前記有機物付着防止膜が光触媒反応を起こすような波長に変換する波長変換器とを備えることを特徴とする光半導体装置。
【請求項２】
チップ表面で光を受光する受光素子と、
前記受光素子の前記チップ表面に形成され、特定の波長の光が照射されると有機物を分解除去する光触媒反応を起こす有機物付着防止膜とを備えることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１】
出射端面から光を出射する発光素子と、
前記発光素子の前記出射端面に形成され、特定の波長の光が照射されると有機物を分解除去する光触媒反応を起こす有機物付着防止膜と、
前記発光素子から出射された光の一部を反射して、前記有機物付着防止膜に照射する反射鏡と、
前記有機物付着防止膜に照射される光の波長を、前記有機物付着防止膜が光触媒反応を起こすような波長に変換する波長変換器とを備えることを特徴とする光半導体装置。
【請求項２】
チップ表面で光を受光する受光素子と、
前記受光素子の前記チップ表面に形成され、特定の波長の光が照射されると有機物を分解除去する光触媒反応を起こす有機物付着防止膜とを備えることを特徴とする光半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２６７１２０（Ｐ２００９−２６７１２０Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１５６０３（Ｐ２００８−１１５６０３）
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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