光素子集積装置およびその製造方法
【課題】レーザ光の利用効率および生産効率の高い光素子集積装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】面発光レーザ素子２０を光導波路１１が形成されたスライダ１０に搭載する。面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよびスライダ１０の光入射口１１Ａに親水性領域３１Ａ，３１Ｂ、光入射口１１Ａの周囲に疎水性領域３２を形成したのち、光出射口２０Ａ上に高屈折率接着剤３３を滴下する。面発光レーザ素子２０を反転させて光出射口２０Ａを光入射口１１Ａに合わせる。高屈折率接着剤３３の表面張力により自動的に光出射口２０Ａおよび光入射口１１Ａの光学的な位置合わせが行われる。
【解決手段】面発光レーザ素子２０を光導波路１１が形成されたスライダ１０に搭載する。面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよびスライダ１０の光入射口１１Ａに親水性領域３１Ａ，３１Ｂ、光入射口１１Ａの周囲に疎水性領域３２を形成したのち、光出射口２０Ａ上に高屈折率接着剤３３を滴下する。面発光レーザ素子２０を反転させて光出射口２０Ａを光入射口１１Ａに合わせる。高屈折率接着剤３３の表面張力により自動的に光出射口２０Ａおよび光入射口１１Ａの光学的な位置合わせが行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば熱アシスト磁気記録ヘッドなどに用いるスライダなどの本体に対して光素子を搭載した光素子集積装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声や映像のデジタル化および高質化によって、これらのデータを記録するための情報記録システムの大容量化が求められている。これに対して、近接場光を用いた記録ヘッドまたは熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、端面発光レーザ素子をスライダに搭載する提案がなされている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−５９６４５号公報
【特許文献２】特開２００９−０４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような端面発光レーザ素子は、その共振器長が長く、かつチップサイズが大きいためスライダへの搭載は不向きであった。更に、上記提案では、端面発光レーザ素子において発生した光は基板に対して平行に出射される。そのため、レーザ光を基板の劈開により切り出された端面のミラー反射を利用してスライダ内に形成された光導波路へ入射させ、スライダ先端の近接場光発光素子へ導いている。このようなことから、従来では、端面発光レーザ素子で発生したレーザ光の利用効率が低く、また、スライダへの搭載の際には、実際に通電して発光させ位置合わせを行う必要があり、生産効率も低いという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、レーザ光の利用効率および生産効率の向上した光素子集積装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光素子集積装置は、光導波路を有し、表面に光導波路の光入射口が露出すると共に第１電極を有する本体と、表面に光出射口および第２電極を有し、光出射口が光導波路の光入射口に接合されると共に、第２電極が第１電極に接続された面発光レーザ素子と、を備えたものである。「本体」としては、例えば近接場光を用いた記録ヘッドまたは熱アシスト磁気記録ヘッドに用いられるスライダが挙げられる。
【０００７】
この光素子集積装置では、面発光レーザ素子内において発生した光は、その光出射口に直接接合された本体側の光導波路へ光損失することなく入射される。
【０００８】
本発明の光素子集積装置の製造方法は、以下の（Ａ），（Ｂ）の工程を備えたものである。
（Ａ）本体の表面に第１電極を形成すると共に表面に光入射口が露出するよう光導波路を形成する工程
（Ｂ）表面に光出射口および第２電極を有する面発光レーザ素子を反転し、面発光レーザ素子の光出射口を本体の光入射口に接合させると共に、第２電極を第１電極に接続させる工程
【０００９】
面発光レーザ素子を本体へ搭載する際には、面発光レーザ素子の光出射口および本体の光入射口にそれぞれ親水性領域を形成すると共に、光入射口の周囲に疎水性領域を形成したのち、光出射口に高屈折率接着剤を滴下し、高屈折率接着剤を介して光出射口と光入射口とを接合させることが好ましい。これにより、高屈折率接着剤は疎水性領域に弾かれる一方、親水性領域に馴染むため、高屈折率接着剤の表面張力によって光出射口および光入射口の位置合わせが自動的に行われる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光素子集積装置およびその製造方法によれば、光素子として面発光レーザ素子を用いると共に、この面発光レーザ素子の光出射口を本体に設けられた光導波路の光入射口に直接接合させるようにしたので、光の利用効率および生産効率も向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の光素子集積装置の基本構成を説明するための図である。
【図２】図１の光素子集積装置に適用可能な電極パッドの一例を表す斜視図および断面図である。
【図３】電極パッドの他の例を表す斜視図および断面図である。
【図４】電極パッドの更に他の例を表す斜視図および断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るスライダの構成を表す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るスライダの構成を表す図である。
【図７】図６のスライダの製造工程の一例を説明するための図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための図である。
【図１１】図９に続く工程を説明するための図である。
【図１２】第３の実施の形態に係るスライダの構成を表す図である。
【図１３】図１２のスライダの製造工程の一例を説明するための図である。
【図１４】図１３に続く工程を説明するための図である。
【図１５】図１４に続く工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．基本構成
２．第１の実施の形態
３．第２の実施の形態
４．第３の実施の形態
【００１３】
［基本構成］
図１は本発明の光素子集積装置１の基本構成を表したものである。この光素子集積装置１は、本体１０に対して光源（光素子）としての面発光レーザ素子２０を一体化したものである。本体１０には光導波路１１が設けられ、この光導波路１１の光入射口１１Ａが本体１０の表面に露出している。面発光レーザ素子２０は、その表面（光出射面）に光出射口２０Ａを有しており、その光出射口２０Ａが光導波路１１の光入射口１１Ａに接合されるよう反転して本体１０に搭載されている。
【００１４】
本体１０は、後述の近接場光を用いた記録ヘッドまたは熱アシスト磁気記録ヘッドに用いられるスライダなどの、光導波路１１による光導波機能以外に本来の機能（記録機能，記録再生機能など）を有するものをいう。その他、例えば光ファイバーやフォトニック結晶などを用いた光送信デバイス、電子回路上に光信号を処理できる回路が集積されたＯＥＩＣ（光電子集積回路）、波長変換素子を用いた波長変換器なども本発明の本体１０に含まれるものである。
【００１５】
面発光レーザ素子２０は図１には示していないが、光出射口２０Ａと同一の面に、一対の電極のうち少なくとも１つの電極（あるいは電極パッド）を有している。図２（Ａ），（Ｂ）〜図４（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ具体的な電極配置例を表したものであり、いずれの態様も本発明に適用可能である。
【００１６】
図２（Ａ），（Ｂ）の配置例は、２つの電極パッド２７（ｐ側電極２７Ａおよびｎ側電極２７Ｂ）を光出射口２０Ａと同一面に設けたものである。ｎ側電極２７Ｂは基板２１に達するよう設けられた開口内に埋設されており、その表面がｐ側電極２７Ａと同一面に露出している。図３（Ａ），（Ｂ）の配置例は、一方の電極パッド（ｐ側電極２７Ａ）を光出射口２０Ａと同一面に、他方の電極パッド（ｎ側電極２７Ｂ）を基板２１の裏面に設けたものである。図４（Ａ），（Ｂ）の配置例は、２つ電極パッド（ｐ側電極２７Ａ，ｎ側電極２７Ｂ）を共に基板２１の裏面に設けたものであるが、ｐ側電極２７Ａは基板２１の裏面から表面にかけて設けられた貫通電極により基板２１の表面に露出している。
【００１７】
この光素子集積装置１では、上記のように面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａを光導波路１１の光入射口１１Ａに直接（あるいは高屈折率接着剤を介して）接合させると共に、本体１０側の表面（光入射口１１Ａが形成された面）の面発光レーザ素子２０の電極（電極パッド）に対向する位置に対向電極（電極パッド）を設け、これら電極同士を直接に接続させるものである。これにより光の利用効率および生産効率が向上する。
なお、本明細書では、本体１０側の表面に設けた１または１組の電極を「第１電極」、面発光レーザ素子２０の表面に設けた１または１組の電極を「第２電極」という。
【００１８】
以下、具体的な実施の形態について説明する。
【００１９】
［第１の実施の形態］
図５（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る光素子集積装置２を表すものである。この光素子集積装置２は本体としてのスライダ１０に面発光レーザ素子２０を搭載したものであり、図５（Ａ）は面発光レーザ素子２０をスライダ１０に搭載する前の状態、図５（Ｂ）は面発光レーザ素子２０を搭載したのちのスライダ１０の前方から見た状態をそれぞれ表している。なお、図１は模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なっている。
【００２０】
スライダ１０は、例えばプラズモン磁気ヘッド（熱アシスト磁気記録ヘッド）に用いられるもので、下面１０Ａに磁気記録部（図示せず）を有すると共に内部に上面からした面にかけて前述の光導波路１１を有している。スライダ１０は例えばＡｌＴｉＣ（アルミニウム・チタニウム・カーボン）により構成されている。スライダ１０には支軸（図示せず）を介してアクチュエータが接続されており、支軸を中心として矢印Ａ方向（トラッキング方向）に回転可能となっている。スライダ１０の下方には回転可能な記録媒体Ｍが配置されている。スライダ１０に設けられた磁気記録部は、回転する記録媒体Ｍに対して浮上しながら相対的に移動可能となっている。
【００２１】
光導波路１１は、例えばＳiＮなどの高屈折率材料からなるコア層（図示せず）を例えばＳiＯ2などの低屈折率材料からなるクラッド層（図示せず）で覆ったものである。この光導波路１１をスライダ１０の内部に埋設することにより、面発光レーザ素子２０から出射されたレーザ光をスライダ１０を介して記録媒体Ｍに導くようになっている。これによりこのスライダ１０では磁気記録部による記録媒体Ｍへのデータの記録に先立ち、当該箇所を加熱して磁気記録のアシストを行うようになっている。
【００２２】
光導波路１１の径は、集光特性を向上させるために、面発光レーザ素子２０のニアフィールドパターン（ＮＦＰ）と同等またはニアフィールドパターンよりも大きくすることが好ましい。光導波路１１の形状は、円柱または角柱など、ニアフィールドパターンに合わせて調整することが可能である。光導波路１１の寸法（径）は、例えばニアフィールドパターンが３μｍである場合には、例えば３μｍないし４μｍ程度とする。
【００２３】
スライダ１０の表面には、後述の面発光レーザ素子２０側の電極パッド２７（ｐ側電極２７Ａおよびｎ側電極２７Ｂ）に対向する位置に一組の電極パッド１２（１２Ａ，１２Ｂ）が設けられている。これら電極パッド１２Ａ，１２Ｂにはそれぞれ駆動配線１３Ａ，１３Ｂを介して駆動電源が供給され、これにより面発光レーザ素子２０が駆動され発光するようになっている。
【００２４】
面発光レーザ素子２０は、例えば、ｎ型ＧａＡｓよりなる基板２１上に、ｎ型ＤＢＲ層２２、活性層２３、電流狭窄層２４およびｐ型ＤＢＲ層２５を基板２１側からこの順に積層した構造を有している。活性層２３ないしｐ型ＤＢＲ層２５は円柱状の柱状部２６（メサ形状）となっている。
【００２５】
ｎ型ＤＢＲ層２２は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を交互に積層して形成されている。低屈折率層は、例えば厚さがλ０／４ｎ１（λ０は発振波長、ｎ１は屈折率）のｎ型Ａｌx1Ｇａ1-x1Ａｓ（０＜ｘ１≦１）、高屈折率層は、例えば厚さがλ0／４ｎ2（ｎ2は屈折率）のｎ型Ａｌx2Ｇａ1-x2Ａｓ（０≦ｘ２＜ｘ１）によりそれぞれ構成されている。
【００２６】
活性層２３は、例えばアンドープのＡｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ（０≦ｘ３≦１）により構成されている。電流狭窄層２４は、中央に電流注入領域２４Ａを有し、電流注入領域２４Ａの外縁に電流狭窄領域２４Ｂを有している。電流注入領域２４Ａは、例えばｐ型Ａｌx4Ｇａ1-x4Ａｓ（０＜ｘ４≦１）により構成されている。電流狭窄領域２４Ｂは、例えばＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）を含んで構成され、柱状部２６の側面から電流狭窄層２４に含まれる高濃度のアルミニウム（Ａｌ）を酸化することにより得られるものである。すなわち電流狭窄層２４は電流を狭窄する機能を有し、活性層２３のうち電流注入領域２４Ａと対向する領域が発光領域１３Ａとなっている。
【００２７】
ｐ型ＤＢＲ層２５は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を交互に積層して形成されたものである。この低屈折率層は、例えば厚さがλ0／４ｎ3（ｎ3は屈折率）のｐ型Ａｌx5Ｇａ1-x5Ａｓ（０＜ｘ５≦１）、高屈折率層は、例えば厚さがλ0／４ｎ4（ｎ4は屈折率）のｐ型Ａｌx6Ｇａ1-x6Ａｓ（０≦ｘ６＜ｘ５）によりそれぞれ構成されている。
【００２８】
ｐ側電極２７Ａは、例えばチタン（Ｔｉ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をこの順に積層した構造を有する。ｎ側電極２７Ｂは、例えば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金，ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）とをこの順に積層した構造を有している。
【００２９】
本実施の形態の面発光レーザ素子２０は、図２に示した電極配置構造、すなわち光出射口２０Ａの両脇に、第２電極としてｐ側電極２７Ａおよびｎ側電極２７Ｂが配置された構造を有するものである。
【００３０】
この面発光レーザ素子２０は、その光出射口２０Ａが光導波路１１の光入射口１１Ａに接合されると共に、第２電極（ｐ側電極２７Ａおよびｎ側電極２７Ｂ）が第１電極（電極パッド１２Ａ，１２Ｂ）に電気的に接続されるよう反転してスライダ１０に搭載される。なお、この面発光レーザ素子２０のスライダ１０に対する位置決めおよび接合方法については後述の方法によることが望ましい。
【００３１】
本実施の形態の光素子集積装置２では、スライダ１０の駆動配線１３Ａ，１３Ｂおよび電極パッド１２Ａ，１２Ｂを通じて面発光レーザ素子２０のｐ側電極２７Ａとｎ側電極２７Ｂとの間に所定の電圧が印加される。これにより電流狭窄層２４により狭窄された電流が活性層２３の利得領域である発光領域２３Ａに注入され、電子と正孔の再結合による発光が生じる。この面発光レーザ素子２０で発生したレーザ光は光射出口２０Ａから基板面に対して垂直に出射され、スライダ１０の光導波路１１へ直接入射される。入射したレーザ光は光導波路１１に導かれてスライダ１０の下方に配置された記録媒体Ｍに照射される。これにより磁気記録部による磁気記録に先立つ熱アシストが行われる。
【００３２】
このように本実施の形態では、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａがスライダ１０に設けられた光導波路１１の光入射口１１Ａに接合されているので、面発光レーザ素子２０で発生したレーザ光は直接光導波路１１へ入射される。そのため光損失が低減され、発光効率を向上させることが可能となる。また、光源として面発光レーザ素子２０を用いるため、光出射口２０Ａと光入射口１１Ａとの位置合わせが容易になると共に、端面発光型レーザ素子のような劈開作業が不要となるため、ウエハ段階での検査が可能となる。よって、歩留まりおよび製造効率が向上する。
【００３３】
［第２の実施の形態］
図６は本発明の第２の実施の形態に係る光素子集積装置３の断面構成を表したものである。この光素子集積装置３は、基本的には上記光素子集積装置２と共通するが、製造歩留り向上のために次の点において異なっている。すなわちこの光素子集積装置３では、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａは親水処理がなされた親水性領域３１Ａ、スライダ１０の光入射口１１Ａも同じく親水処理がなされた親水性領域３１Ｂとなっている。
【００３４】
一方、スライダ１０の表面の光入射口１１Ａを除く領域は疎水処理がなされた疎水性領域３２となっている。この疎水性領域３２は少なくとも光入射口１１Ａの近傍にあればよい。また、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよび光導波路１１の光入射口１１Ａは高屈折率接着剤３３によって互いに接合されている。電極パッド１２Ａとｐ側電極２７Ａ、電極パッド１２Ｂとｎ側電極２７Ｂとはそれぞれ低融点半田３４により接合されている。
【００３５】
親水性領域３１Ａ，３１Ｂは、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよび光導波路１１の光入射口１１Ａに対してそれぞれ例えば酸素プラズマ処理を施すことによって形成されるものである。
【００３６】
疎水性領域３２は、疎水性材料、例えば、パーフルオロアルカン系（ｎ−ＣmＨ2m-2）などのフッ素系溶剤を塗布することにより形成される。この疎水性領域３２は、ナノインプリント技術を用いることによって疎水性材料を光導波路１１の光入射口１１Ａ以外の領域に転写することによって形成するようにしてもよい。
【００３７】
高屈折率接着剤３３は後述のように硬化されたのちは光導波路１１の一部となり、面発光レーザ素子２０から出射されるレーザ光をスライダ１０の光導波路１１に入射させる機能を有している。従って、その径が面発光レーザのニアフィールドパターンよりも十分に小さい、例えば長径３μｍ、短径５００ｎｍのような形状の光導波路１１に対しても、例えばニアフィールドパターンが５μｍある面発光レーザ素子２０から出射された光を高効率で入射させることが可能となる。この高屈折率接着剤３３としては、例えば光学屈折率が１．１以上を有するエポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂が挙げられる。但し、エポキシ系樹脂は青色光によって劣化し、屈折率が１．３〜１．４であり、これに対してシリコン系樹脂は屈折率１．５前後の高い特性を有するためシリコン系樹脂を用いることが好ましい。勿論、各色光に耐性を有し、屈折率１．１以上の特性を有する接着剤であれば、エポキシ系、シリコン系以外の樹脂を用いてもよい。
【００３８】
[製造方法]
次に、図７〜図９を参照してこの光素子集積装置３の製造方法について説明する。
【００３９】
まず、図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、スライダ１０の光導波路１１の近傍に一組の電極パッド１２Ａ，１２Ｂを形成したのち、これら電極パッド１２Ａ，１２Ｂ上に低融点半田３４を蒸着する。一方、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよびスライダ１０に形成された光導波路１１の光入射口１１Ａに対して、例えば酸素プラズマ処理による親水性処理を施すことにより親水性領域３１Ａ，３１Ｂを形成する。また、スライダ１０の表面の電極パッド１２Ａ，１２Ｂおよび光入射口２１Ａを除く領域に、例えばフッ素系溶剤を塗布することにより疎水性領域３２を形成する。
【００４０】
次いで、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、面発光レーザ素子２０の光射出口１０Ａに、その表面張力により中後部が盛り上がる形状をなすように熱硬化型の高屈折率接着剤３３を滴下する。続いて、図９（Ａ），（Ｂ）に示したように面発光レーザ素子２０をその光出射口２０Ａが下になるように反転させ、スライダ１０の光入射口１１Ａに合うように軽く載せる。
【００４１】
このとき本実施の形態では、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよびスライダ１０の光入射口１１Ａに親水性領域３１Ａ，３１Ｂが形成される一方、光入射口１１Ａの周囲が疎水性領域３２となっている。これにより高屈折率接着剤３３の表面張力によって面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａとスライダ１０の光入射口１１Ａとが自動的に光路軸上で一致するようになる（図１０（Ａ），（Ｂ）、図１１（Ａ），（Ｂ））。ここに、図１０（Ａ），（Ｂ）はスライダ１０を正面から見た状態、図１１（Ａ），（Ｂ）は同じく横から見た状態を表し、各図において（Ｂ）は（Ａ）の要部（高屈折率接着剤３３）を拡大して表したものである。このとき電極パッド１２Ａ，１２Ｂおよびｐ側電極２７Ａ，ｎ側電極２７Ｂは、硬化前の高屈折率接着剤３３が不安定にならないように高屈折率接着剤３３の両サイドで面発光レーザ素子２０を支える役割を持つ。
【００４２】
このようにして面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａとスライダ１０の光入射口１１Ａとが光路軸上で一致したのち、高屈折率接着剤３３および電極パッド１２Ａ，１２Ｂに蒸着させた低融点半田３４に熱処理を施す。具体的には、１００〜１５０℃の温度で加熱して高屈折率接着剤３３を硬化させ、次いで、２００℃以上で加熱し、面発光レーザ素子２０のｐ側電極２７Ａ，ｎ側電極２７Ｂとスライダ１０の電極パッド電極パッド１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ半田溶融により接合させる。これにより図６に示した光素子集積装置３が形成される。
【００４３】
このように本実施の形態では、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよびスライダ１０の光入射口１１Ａに親水性領域３１Ａ，３１Ｂを形成すると共にスライダ１０の光入射口１１Ａの周囲に疎水性領域３２を形成したので、面発光レーザ素子２０をスライダ１０に搭載させる際に、高屈折率接着剤３３の表面張力によって自動的に光学的な位置合わせが行われ、精密な光学調整が可能となる。よって、より製造歩留りが向上する。
【００４４】
［第３の実施の形態］
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る光素子集積装置４の断面構成を表したものである。この光素子集積装置４は、上記光素子集積装置３の低融点半田３４に代えて、熱硬化型の導電性接着材３５を用いたものである。
【００４５】
導電性接着材３５としては、例えばＡｇペーストおよび、Ａｇ−ＳｎやＡｕ−Ｓｎ等の半田シートを挙げることができる。
【００４６】
［製造方法]
次に、図１３〜図１５を参照して、本実施の形態の光素子集積装置４の製造方法の一例について説明する。
【００４７】
まず、図１３（Ａ），（Ｂ）に示したように面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよびスライダ１０の光導波路１１に、それぞれ親水性領域３１Ａ，３１Ｂを形成すると共に、スライダ１０の電極パッド１２Ａ，１２Ｂおよび光入射口１１Ａを除く領域に疎水性領域３２を形成する。
【００４８】
次いで、図１４（Ａ），（Ｂ）に示したように、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａに熱硬化型の高屈折率接着剤３３を滴下し、電極パッド１２Ａ，１２Ｂには導電性接着材３５を滴下する。続いて、図１５（Ａ），（Ｂ）に示したように、面発光レーザ素子２０を光出射口２０Ａが下になるように反転させ、光出射口２０Ａおよびｐ側電極２７Ａ，ｎ側電極２７Ｂを、対応するスライダ１０の光入射口１１Ａおよび電極パッド１２Ａ，１２Ｂに軽く載せる。
【００４９】
そののち、熱処理を施すことにより面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａとスライダ１０の光入射口１１Ａとを接合させると共に、電極パッド２７（ｐ側電極２７Ａ，ｎ側電極２７Ｂ）と電極パッド１２（電極パッド１２Ａ，１２Ｂ）とを接合させる。具体的には、１００〜１５０℃の温度で加熱し、高屈折率接着剤３３を硬化させたのち、１５０〜１６０℃程度（最高１８０℃）の温度で加熱することにより導電性接着材３５を硬化させる。これにより面発光レーザ素子２０およびスライダ１０を電気的および光学的に接合させる（図１２）。
【００５０】
このように本実施の形態では、導電性接着材３５を用いることにより、２００℃以下の低温の熱処理によって電極パッド２７と電極パッド１２とを接合させることができる。これにより、高屈折率接着剤３３の表面張力を利用した面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａとスライダ１０の光入射口１１Ａとの位置合わせを阻害することなく、電極パッド２７と電極パッド１２とを電気的に接合させることが可能となる。更に、光出射口２０Ａおよび光入射口１１Ａ、電極パッド２７Ａおよび電極パッド１２Ａ、電極パッド２７Ｂおよび電極パッド１２Ｂの３点で位置合わせを行うことにより、より精密な位置合わせが可能となる。
【００５１】
以上、第１〜第３の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態において本体１０として熱アシスト磁気記録ヘッドに用いられるスライダを例に挙げて説明したが、前述の光送信デバイス、ＯＥＩＣ(光電子集積回路)および波長変換器などに用いることも可能である。
【００５２】
また、面発光レーザ素子２０の構成についても、ｐ型層およびｎ型層の位置関係を逆にしてもよい。この場合には、ｐ型ＧａＡｓからなる基板２１上にｐ型ＤＢＲ層、活性層、電流狭窄層およびｎ型ＤＢＲ層をこの順に積層すればよい。
【００５３】
更に、上記実施の形態において説明した各層の材料、または成膜方法、成膜条件および接合方法などは限定されるものではなく、他の材料としてもよく、または他の成膜方法および接合方法としてもよい。
【００５４】
更にまた、例えば、上記第１の実施の形態では、面発光レーザ素子２０をＧａＡｓ系化合物半導体により構成した場合について説明したが、他の材料系、例えば、ＧａＩｎＰ系（赤系）材料またはＡｌＧａＡｓ系（赤外系）や、ＧａＮ系（青緑色系）などにより構成することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１〜４…光素子集積装置、１０…本体（スライダ）、１１…光導波路、１１Ａ…光入射口、１２…電極パッド（１２Ａ…ｐ側電極、１２Ｂ…ｎ側電極）、２０…面発光レーザ素子、２０Ａ…光出射口、２１…基板、２２…ｎ型ＤＢＲ層、２３…活性層、２４…電流狭窄層、２４Ａ…電流注入領域、２４Ｂ…電流狭窄領域、２５…ｐ型ＤＢＲ層、２６…柱状部、２７…電極パッド（２７Ａ…ｐ側電極、２７Ｂ…ｎ側電極）、２７Ｃ…開口部、３１Ａ，３１Ｂ…親水性領域、３２Ａ，３２Ｂ…疎水性領域、３３…高屈折率接着剤、３４…低融点半田、３５…導電性接着材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば熱アシスト磁気記録ヘッドなどに用いるスライダなどの本体に対して光素子を搭載した光素子集積装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声や映像のデジタル化および高質化によって、これらのデータを記録するための情報記録システムの大容量化が求められている。これに対して、近接場光を用いた記録ヘッドまたは熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、端面発光レーザ素子をスライダに搭載する提案がなされている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−５９６４５号公報
【特許文献２】特開２００９−０４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような端面発光レーザ素子は、その共振器長が長く、かつチップサイズが大きいためスライダへの搭載は不向きであった。更に、上記提案では、端面発光レーザ素子において発生した光は基板に対して平行に出射される。そのため、レーザ光を基板の劈開により切り出された端面のミラー反射を利用してスライダ内に形成された光導波路へ入射させ、スライダ先端の近接場光発光素子へ導いている。このようなことから、従来では、端面発光レーザ素子で発生したレーザ光の利用効率が低く、また、スライダへの搭載の際には、実際に通電して発光させ位置合わせを行う必要があり、生産効率も低いという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、レーザ光の利用効率および生産効率の向上した光素子集積装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光素子集積装置は、光導波路を有し、表面に光導波路の光入射口が露出すると共に第１電極を有する本体と、表面に光出射口および第２電極を有し、光出射口が光導波路の光入射口に接合されると共に、第２電極が第１電極に接続された面発光レーザ素子と、を備えたものである。「本体」としては、例えば近接場光を用いた記録ヘッドまたは熱アシスト磁気記録ヘッドに用いられるスライダが挙げられる。
【０００７】
この光素子集積装置では、面発光レーザ素子内において発生した光は、その光出射口に直接接合された本体側の光導波路へ光損失することなく入射される。
【０００８】
本発明の光素子集積装置の製造方法は、以下の（Ａ），（Ｂ）の工程を備えたものである。
（Ａ）本体の表面に第１電極を形成すると共に表面に光入射口が露出するよう光導波路を形成する工程
（Ｂ）表面に光出射口および第２電極を有する面発光レーザ素子を反転し、面発光レーザ素子の光出射口を本体の光入射口に接合させると共に、第２電極を第１電極に接続させる工程
【０００９】
面発光レーザ素子を本体へ搭載する際には、面発光レーザ素子の光出射口および本体の光入射口にそれぞれ親水性領域を形成すると共に、光入射口の周囲に疎水性領域を形成したのち、光出射口に高屈折率接着剤を滴下し、高屈折率接着剤を介して光出射口と光入射口とを接合させることが好ましい。これにより、高屈折率接着剤は疎水性領域に弾かれる一方、親水性領域に馴染むため、高屈折率接着剤の表面張力によって光出射口および光入射口の位置合わせが自動的に行われる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光素子集積装置およびその製造方法によれば、光素子として面発光レーザ素子を用いると共に、この面発光レーザ素子の光出射口を本体に設けられた光導波路の光入射口に直接接合させるようにしたので、光の利用効率および生産効率も向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の光素子集積装置の基本構成を説明するための図である。
【図２】図１の光素子集積装置に適用可能な電極パッドの一例を表す斜視図および断面図である。
【図３】電極パッドの他の例を表す斜視図および断面図である。
【図４】電極パッドの更に他の例を表す斜視図および断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るスライダの構成を表す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るスライダの構成を表す図である。
【図７】図６のスライダの製造工程の一例を説明するための図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための図である。
【図１１】図９に続く工程を説明するための図である。
【図１２】第３の実施の形態に係るスライダの構成を表す図である。
【図１３】図１２のスライダの製造工程の一例を説明するための図である。
【図１４】図１３に続く工程を説明するための図である。
【図１５】図１４に続く工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．基本構成
２．第１の実施の形態
３．第２の実施の形態
４．第３の実施の形態
【００１３】
［基本構成］
図１は本発明の光素子集積装置１の基本構成を表したものである。この光素子集積装置１は、本体１０に対して光源（光素子）としての面発光レーザ素子２０を一体化したものである。本体１０には光導波路１１が設けられ、この光導波路１１の光入射口１１Ａが本体１０の表面に露出している。面発光レーザ素子２０は、その表面（光出射面）に光出射口２０Ａを有しており、その光出射口２０Ａが光導波路１１の光入射口１１Ａに接合されるよう反転して本体１０に搭載されている。
【００１４】
本体１０は、後述の近接場光を用いた記録ヘッドまたは熱アシスト磁気記録ヘッドに用いられるスライダなどの、光導波路１１による光導波機能以外に本来の機能（記録機能，記録再生機能など）を有するものをいう。その他、例えば光ファイバーやフォトニック結晶などを用いた光送信デバイス、電子回路上に光信号を処理できる回路が集積されたＯＥＩＣ（光電子集積回路）、波長変換素子を用いた波長変換器なども本発明の本体１０に含まれるものである。
【００１５】
面発光レーザ素子２０は図１には示していないが、光出射口２０Ａと同一の面に、一対の電極のうち少なくとも１つの電極（あるいは電極パッド）を有している。図２（Ａ），（Ｂ）〜図４（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ具体的な電極配置例を表したものであり、いずれの態様も本発明に適用可能である。
【００１６】
図２（Ａ），（Ｂ）の配置例は、２つの電極パッド２７（ｐ側電極２７Ａおよびｎ側電極２７Ｂ）を光出射口２０Ａと同一面に設けたものである。ｎ側電極２７Ｂは基板２１に達するよう設けられた開口内に埋設されており、その表面がｐ側電極２７Ａと同一面に露出している。図３（Ａ），（Ｂ）の配置例は、一方の電極パッド（ｐ側電極２７Ａ）を光出射口２０Ａと同一面に、他方の電極パッド（ｎ側電極２７Ｂ）を基板２１の裏面に設けたものである。図４（Ａ），（Ｂ）の配置例は、２つ電極パッド（ｐ側電極２７Ａ，ｎ側電極２７Ｂ）を共に基板２１の裏面に設けたものであるが、ｐ側電極２７Ａは基板２１の裏面から表面にかけて設けられた貫通電極により基板２１の表面に露出している。
【００１７】
この光素子集積装置１では、上記のように面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａを光導波路１１の光入射口１１Ａに直接（あるいは高屈折率接着剤を介して）接合させると共に、本体１０側の表面（光入射口１１Ａが形成された面）の面発光レーザ素子２０の電極（電極パッド）に対向する位置に対向電極（電極パッド）を設け、これら電極同士を直接に接続させるものである。これにより光の利用効率および生産効率が向上する。
なお、本明細書では、本体１０側の表面に設けた１または１組の電極を「第１電極」、面発光レーザ素子２０の表面に設けた１または１組の電極を「第２電極」という。
【００１８】
以下、具体的な実施の形態について説明する。
【００１９】
［第１の実施の形態］
図５（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る光素子集積装置２を表すものである。この光素子集積装置２は本体としてのスライダ１０に面発光レーザ素子２０を搭載したものであり、図５（Ａ）は面発光レーザ素子２０をスライダ１０に搭載する前の状態、図５（Ｂ）は面発光レーザ素子２０を搭載したのちのスライダ１０の前方から見た状態をそれぞれ表している。なお、図１は模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なっている。
【００２０】
スライダ１０は、例えばプラズモン磁気ヘッド（熱アシスト磁気記録ヘッド）に用いられるもので、下面１０Ａに磁気記録部（図示せず）を有すると共に内部に上面からした面にかけて前述の光導波路１１を有している。スライダ１０は例えばＡｌＴｉＣ（アルミニウム・チタニウム・カーボン）により構成されている。スライダ１０には支軸（図示せず）を介してアクチュエータが接続されており、支軸を中心として矢印Ａ方向（トラッキング方向）に回転可能となっている。スライダ１０の下方には回転可能な記録媒体Ｍが配置されている。スライダ１０に設けられた磁気記録部は、回転する記録媒体Ｍに対して浮上しながら相対的に移動可能となっている。
【００２１】
光導波路１１は、例えばＳiＮなどの高屈折率材料からなるコア層（図示せず）を例えばＳiＯ2などの低屈折率材料からなるクラッド層（図示せず）で覆ったものである。この光導波路１１をスライダ１０の内部に埋設することにより、面発光レーザ素子２０から出射されたレーザ光をスライダ１０を介して記録媒体Ｍに導くようになっている。これによりこのスライダ１０では磁気記録部による記録媒体Ｍへのデータの記録に先立ち、当該箇所を加熱して磁気記録のアシストを行うようになっている。
【００２２】
光導波路１１の径は、集光特性を向上させるために、面発光レーザ素子２０のニアフィールドパターン（ＮＦＰ）と同等またはニアフィールドパターンよりも大きくすることが好ましい。光導波路１１の形状は、円柱または角柱など、ニアフィールドパターンに合わせて調整することが可能である。光導波路１１の寸法（径）は、例えばニアフィールドパターンが３μｍである場合には、例えば３μｍないし４μｍ程度とする。
【００２３】
スライダ１０の表面には、後述の面発光レーザ素子２０側の電極パッド２７（ｐ側電極２７Ａおよびｎ側電極２７Ｂ）に対向する位置に一組の電極パッド１２（１２Ａ，１２Ｂ）が設けられている。これら電極パッド１２Ａ，１２Ｂにはそれぞれ駆動配線１３Ａ，１３Ｂを介して駆動電源が供給され、これにより面発光レーザ素子２０が駆動され発光するようになっている。
【００２４】
面発光レーザ素子２０は、例えば、ｎ型ＧａＡｓよりなる基板２１上に、ｎ型ＤＢＲ層２２、活性層２３、電流狭窄層２４およびｐ型ＤＢＲ層２５を基板２１側からこの順に積層した構造を有している。活性層２３ないしｐ型ＤＢＲ層２５は円柱状の柱状部２６（メサ形状）となっている。
【００２５】
ｎ型ＤＢＲ層２２は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を交互に積層して形成されている。低屈折率層は、例えば厚さがλ０／４ｎ１（λ０は発振波長、ｎ１は屈折率）のｎ型Ａｌx1Ｇａ1-x1Ａｓ（０＜ｘ１≦１）、高屈折率層は、例えば厚さがλ0／４ｎ2（ｎ2は屈折率）のｎ型Ａｌx2Ｇａ1-x2Ａｓ（０≦ｘ２＜ｘ１）によりそれぞれ構成されている。
【００２６】
活性層２３は、例えばアンドープのＡｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ（０≦ｘ３≦１）により構成されている。電流狭窄層２４は、中央に電流注入領域２４Ａを有し、電流注入領域２４Ａの外縁に電流狭窄領域２４Ｂを有している。電流注入領域２４Ａは、例えばｐ型Ａｌx4Ｇａ1-x4Ａｓ（０＜ｘ４≦１）により構成されている。電流狭窄領域２４Ｂは、例えばＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）を含んで構成され、柱状部２６の側面から電流狭窄層２４に含まれる高濃度のアルミニウム（Ａｌ）を酸化することにより得られるものである。すなわち電流狭窄層２４は電流を狭窄する機能を有し、活性層２３のうち電流注入領域２４Ａと対向する領域が発光領域１３Ａとなっている。
【００２７】
ｐ型ＤＢＲ層２５は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を交互に積層して形成されたものである。この低屈折率層は、例えば厚さがλ0／４ｎ3（ｎ3は屈折率）のｐ型Ａｌx5Ｇａ1-x5Ａｓ（０＜ｘ５≦１）、高屈折率層は、例えば厚さがλ0／４ｎ4（ｎ4は屈折率）のｐ型Ａｌx6Ｇａ1-x6Ａｓ（０≦ｘ６＜ｘ５）によりそれぞれ構成されている。
【００２８】
ｐ側電極２７Ａは、例えばチタン（Ｔｉ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をこの順に積層した構造を有する。ｎ側電極２７Ｂは、例えば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金，ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）とをこの順に積層した構造を有している。
【００２９】
本実施の形態の面発光レーザ素子２０は、図２に示した電極配置構造、すなわち光出射口２０Ａの両脇に、第２電極としてｐ側電極２７Ａおよびｎ側電極２７Ｂが配置された構造を有するものである。
【００３０】
この面発光レーザ素子２０は、その光出射口２０Ａが光導波路１１の光入射口１１Ａに接合されると共に、第２電極（ｐ側電極２７Ａおよびｎ側電極２７Ｂ）が第１電極（電極パッド１２Ａ，１２Ｂ）に電気的に接続されるよう反転してスライダ１０に搭載される。なお、この面発光レーザ素子２０のスライダ１０に対する位置決めおよび接合方法については後述の方法によることが望ましい。
【００３１】
本実施の形態の光素子集積装置２では、スライダ１０の駆動配線１３Ａ，１３Ｂおよび電極パッド１２Ａ，１２Ｂを通じて面発光レーザ素子２０のｐ側電極２７Ａとｎ側電極２７Ｂとの間に所定の電圧が印加される。これにより電流狭窄層２４により狭窄された電流が活性層２３の利得領域である発光領域２３Ａに注入され、電子と正孔の再結合による発光が生じる。この面発光レーザ素子２０で発生したレーザ光は光射出口２０Ａから基板面に対して垂直に出射され、スライダ１０の光導波路１１へ直接入射される。入射したレーザ光は光導波路１１に導かれてスライダ１０の下方に配置された記録媒体Ｍに照射される。これにより磁気記録部による磁気記録に先立つ熱アシストが行われる。
【００３２】
このように本実施の形態では、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａがスライダ１０に設けられた光導波路１１の光入射口１１Ａに接合されているので、面発光レーザ素子２０で発生したレーザ光は直接光導波路１１へ入射される。そのため光損失が低減され、発光効率を向上させることが可能となる。また、光源として面発光レーザ素子２０を用いるため、光出射口２０Ａと光入射口１１Ａとの位置合わせが容易になると共に、端面発光型レーザ素子のような劈開作業が不要となるため、ウエハ段階での検査が可能となる。よって、歩留まりおよび製造効率が向上する。
【００３３】
［第２の実施の形態］
図６は本発明の第２の実施の形態に係る光素子集積装置３の断面構成を表したものである。この光素子集積装置３は、基本的には上記光素子集積装置２と共通するが、製造歩留り向上のために次の点において異なっている。すなわちこの光素子集積装置３では、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａは親水処理がなされた親水性領域３１Ａ、スライダ１０の光入射口１１Ａも同じく親水処理がなされた親水性領域３１Ｂとなっている。
【００３４】
一方、スライダ１０の表面の光入射口１１Ａを除く領域は疎水処理がなされた疎水性領域３２となっている。この疎水性領域３２は少なくとも光入射口１１Ａの近傍にあればよい。また、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよび光導波路１１の光入射口１１Ａは高屈折率接着剤３３によって互いに接合されている。電極パッド１２Ａとｐ側電極２７Ａ、電極パッド１２Ｂとｎ側電極２７Ｂとはそれぞれ低融点半田３４により接合されている。
【００３５】
親水性領域３１Ａ，３１Ｂは、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよび光導波路１１の光入射口１１Ａに対してそれぞれ例えば酸素プラズマ処理を施すことによって形成されるものである。
【００３６】
疎水性領域３２は、疎水性材料、例えば、パーフルオロアルカン系（ｎ−ＣmＨ2m-2）などのフッ素系溶剤を塗布することにより形成される。この疎水性領域３２は、ナノインプリント技術を用いることによって疎水性材料を光導波路１１の光入射口１１Ａ以外の領域に転写することによって形成するようにしてもよい。
【００３７】
高屈折率接着剤３３は後述のように硬化されたのちは光導波路１１の一部となり、面発光レーザ素子２０から出射されるレーザ光をスライダ１０の光導波路１１に入射させる機能を有している。従って、その径が面発光レーザのニアフィールドパターンよりも十分に小さい、例えば長径３μｍ、短径５００ｎｍのような形状の光導波路１１に対しても、例えばニアフィールドパターンが５μｍある面発光レーザ素子２０から出射された光を高効率で入射させることが可能となる。この高屈折率接着剤３３としては、例えば光学屈折率が１．１以上を有するエポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂が挙げられる。但し、エポキシ系樹脂は青色光によって劣化し、屈折率が１．３〜１．４であり、これに対してシリコン系樹脂は屈折率１．５前後の高い特性を有するためシリコン系樹脂を用いることが好ましい。勿論、各色光に耐性を有し、屈折率１．１以上の特性を有する接着剤であれば、エポキシ系、シリコン系以外の樹脂を用いてもよい。
【００３８】
[製造方法]
次に、図７〜図９を参照してこの光素子集積装置３の製造方法について説明する。
【００３９】
まず、図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、スライダ１０の光導波路１１の近傍に一組の電極パッド１２Ａ，１２Ｂを形成したのち、これら電極パッド１２Ａ，１２Ｂ上に低融点半田３４を蒸着する。一方、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよびスライダ１０に形成された光導波路１１の光入射口１１Ａに対して、例えば酸素プラズマ処理による親水性処理を施すことにより親水性領域３１Ａ，３１Ｂを形成する。また、スライダ１０の表面の電極パッド１２Ａ，１２Ｂおよび光入射口２１Ａを除く領域に、例えばフッ素系溶剤を塗布することにより疎水性領域３２を形成する。
【００４０】
次いで、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、面発光レーザ素子２０の光射出口１０Ａに、その表面張力により中後部が盛り上がる形状をなすように熱硬化型の高屈折率接着剤３３を滴下する。続いて、図９（Ａ），（Ｂ）に示したように面発光レーザ素子２０をその光出射口２０Ａが下になるように反転させ、スライダ１０の光入射口１１Ａに合うように軽く載せる。
【００４１】
このとき本実施の形態では、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよびスライダ１０の光入射口１１Ａに親水性領域３１Ａ，３１Ｂが形成される一方、光入射口１１Ａの周囲が疎水性領域３２となっている。これにより高屈折率接着剤３３の表面張力によって面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａとスライダ１０の光入射口１１Ａとが自動的に光路軸上で一致するようになる（図１０（Ａ），（Ｂ）、図１１（Ａ），（Ｂ））。ここに、図１０（Ａ），（Ｂ）はスライダ１０を正面から見た状態、図１１（Ａ），（Ｂ）は同じく横から見た状態を表し、各図において（Ｂ）は（Ａ）の要部（高屈折率接着剤３３）を拡大して表したものである。このとき電極パッド１２Ａ，１２Ｂおよびｐ側電極２７Ａ，ｎ側電極２７Ｂは、硬化前の高屈折率接着剤３３が不安定にならないように高屈折率接着剤３３の両サイドで面発光レーザ素子２０を支える役割を持つ。
【００４２】
このようにして面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａとスライダ１０の光入射口１１Ａとが光路軸上で一致したのち、高屈折率接着剤３３および電極パッド１２Ａ，１２Ｂに蒸着させた低融点半田３４に熱処理を施す。具体的には、１００〜１５０℃の温度で加熱して高屈折率接着剤３３を硬化させ、次いで、２００℃以上で加熱し、面発光レーザ素子２０のｐ側電極２７Ａ，ｎ側電極２７Ｂとスライダ１０の電極パッド電極パッド１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ半田溶融により接合させる。これにより図６に示した光素子集積装置３が形成される。
【００４３】
このように本実施の形態では、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよびスライダ１０の光入射口１１Ａに親水性領域３１Ａ，３１Ｂを形成すると共にスライダ１０の光入射口１１Ａの周囲に疎水性領域３２を形成したので、面発光レーザ素子２０をスライダ１０に搭載させる際に、高屈折率接着剤３３の表面張力によって自動的に光学的な位置合わせが行われ、精密な光学調整が可能となる。よって、より製造歩留りが向上する。
【００４４】
［第３の実施の形態］
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る光素子集積装置４の断面構成を表したものである。この光素子集積装置４は、上記光素子集積装置３の低融点半田３４に代えて、熱硬化型の導電性接着材３５を用いたものである。
【００４５】
導電性接着材３５としては、例えばＡｇペーストおよび、Ａｇ−ＳｎやＡｕ−Ｓｎ等の半田シートを挙げることができる。
【００４６】
［製造方法]
次に、図１３〜図１５を参照して、本実施の形態の光素子集積装置４の製造方法の一例について説明する。
【００４７】
まず、図１３（Ａ），（Ｂ）に示したように面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａおよびスライダ１０の光導波路１１に、それぞれ親水性領域３１Ａ，３１Ｂを形成すると共に、スライダ１０の電極パッド１２Ａ，１２Ｂおよび光入射口１１Ａを除く領域に疎水性領域３２を形成する。
【００４８】
次いで、図１４（Ａ），（Ｂ）に示したように、面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａに熱硬化型の高屈折率接着剤３３を滴下し、電極パッド１２Ａ，１２Ｂには導電性接着材３５を滴下する。続いて、図１５（Ａ），（Ｂ）に示したように、面発光レーザ素子２０を光出射口２０Ａが下になるように反転させ、光出射口２０Ａおよびｐ側電極２７Ａ，ｎ側電極２７Ｂを、対応するスライダ１０の光入射口１１Ａおよび電極パッド１２Ａ，１２Ｂに軽く載せる。
【００４９】
そののち、熱処理を施すことにより面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａとスライダ１０の光入射口１１Ａとを接合させると共に、電極パッド２７（ｐ側電極２７Ａ，ｎ側電極２７Ｂ）と電極パッド１２（電極パッド１２Ａ，１２Ｂ）とを接合させる。具体的には、１００〜１５０℃の温度で加熱し、高屈折率接着剤３３を硬化させたのち、１５０〜１６０℃程度（最高１８０℃）の温度で加熱することにより導電性接着材３５を硬化させる。これにより面発光レーザ素子２０およびスライダ１０を電気的および光学的に接合させる（図１２）。
【００５０】
このように本実施の形態では、導電性接着材３５を用いることにより、２００℃以下の低温の熱処理によって電極パッド２７と電極パッド１２とを接合させることができる。これにより、高屈折率接着剤３３の表面張力を利用した面発光レーザ素子２０の光出射口２０Ａとスライダ１０の光入射口１１Ａとの位置合わせを阻害することなく、電極パッド２７と電極パッド１２とを電気的に接合させることが可能となる。更に、光出射口２０Ａおよび光入射口１１Ａ、電極パッド２７Ａおよび電極パッド１２Ａ、電極パッド２７Ｂおよび電極パッド１２Ｂの３点で位置合わせを行うことにより、より精密な位置合わせが可能となる。
【００５１】
以上、第１〜第３の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態において本体１０として熱アシスト磁気記録ヘッドに用いられるスライダを例に挙げて説明したが、前述の光送信デバイス、ＯＥＩＣ(光電子集積回路)および波長変換器などに用いることも可能である。
【００５２】
また、面発光レーザ素子２０の構成についても、ｐ型層およびｎ型層の位置関係を逆にしてもよい。この場合には、ｐ型ＧａＡｓからなる基板２１上にｐ型ＤＢＲ層、活性層、電流狭窄層およびｎ型ＤＢＲ層をこの順に積層すればよい。
【００５３】
更に、上記実施の形態において説明した各層の材料、または成膜方法、成膜条件および接合方法などは限定されるものではなく、他の材料としてもよく、または他の成膜方法および接合方法としてもよい。
【００５４】
更にまた、例えば、上記第１の実施の形態では、面発光レーザ素子２０をＧａＡｓ系化合物半導体により構成した場合について説明したが、他の材料系、例えば、ＧａＩｎＰ系（赤系）材料またはＡｌＧａＡｓ系（赤外系）や、ＧａＮ系（青緑色系）などにより構成することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１〜４…光素子集積装置、１０…本体（スライダ）、１１…光導波路、１１Ａ…光入射口、１２…電極パッド（１２Ａ…ｐ側電極、１２Ｂ…ｎ側電極）、２０…面発光レーザ素子、２０Ａ…光出射口、２１…基板、２２…ｎ型ＤＢＲ層、２３…活性層、２４…電流狭窄層、２４Ａ…電流注入領域、２４Ｂ…電流狭窄領域、２５…ｐ型ＤＢＲ層、２６…柱状部、２７…電極パッド（２７Ａ…ｐ側電極、２７Ｂ…ｎ側電極）、２７Ｃ…開口部、３１Ａ，３１Ｂ…親水性領域、３２Ａ，３２Ｂ…疎水性領域、３３…高屈折率接着剤、３４…低融点半田、３５…導電性接着材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路を有し、表面に前記光導波路の光入射口が露出すると共に第１電極を有する本体と、
表面に光出射口および第２電極を有し、前記光出射口が前記光導波路の光入射口に接合されると共に、前記第２電極が前記第１電極に接続された面発光レーザ素子と
を備えた光素子集積装置。
【請求項２】
前記面発光レーザ素子の光出射口および前記本体の光入射口は、高屈折率接着剤により接合されている、請求項１に記載の光素子集積装置。
【請求項３】
前記高屈折接着材は、光学屈折率が１．１以上のエポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂である、請求項２に記載の光素子集積装置。
【請求項４】
前記本体の光入射口に親水性領域、前記光入射口の周囲に疎水性領域をそれぞれ有する、請求項１に記載の光素子集積装置。
【請求項５】
前記面発光レーザ素子の光出射口に親水性領域を有する、請求項４に記載の光素子集積装置。
【請求項６】
前記本体は、近接場光を用いた記録ヘッドまたは熱アシスト磁気記録ヘッドに用いられるスライダである、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光素子集積装置。
【請求項７】
本体の表面に第１電極を形成すると共に前記表面に光入射口が露出するよう光導波路を形成する工程と、
表面に光出射口および第２電極を有する面発光レーザ素子を反転し、前記面発光レーザ素子の光出射口を前記本体の光入射口に接合させると共に、前記第２電極を前記第１電極に接続させる工程と
を含む光素子集積装置の製造方法。
【請求項８】
前記面発光レーザ素子の光出射口および前記本体の光入射口にそれぞれ親水性領域を形成すると共に、前記光入射口の周囲に疎水性領域を形成したのち、前記光出射口に高屈折率接着剤を滴下し、前記高屈折率接着剤を介して前記光出射口と前記光入射口とを接合させる、請求項７記載の光素子集積装置の製造方法。
【請求項９】
前記疎水性領域をコーティング法またはナノインプリント技術による転写法により形成する、請求項８に記載の光素子集積装置の製造方法。
【請求項１０】
前記本体は、近接場光を用いた記録ヘッドまたは熱アシスト磁気記録ヘッドに用いられるスライダである、請求項７ないし９のいずれか１項に記載の光素子集積装置の製造方法。
【請求項１】
光導波路を有し、表面に前記光導波路の光入射口が露出すると共に第１電極を有する本体と、
表面に光出射口および第２電極を有し、前記光出射口が前記光導波路の光入射口に接合されると共に、前記第２電極が前記第１電極に接続された面発光レーザ素子と
を備えた光素子集積装置。
【請求項２】
前記面発光レーザ素子の光出射口および前記本体の光入射口は、高屈折率接着剤により接合されている、請求項１に記載の光素子集積装置。
【請求項３】
前記高屈折接着材は、光学屈折率が１．１以上のエポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂である、請求項２に記載の光素子集積装置。
【請求項４】
前記本体の光入射口に親水性領域、前記光入射口の周囲に疎水性領域をそれぞれ有する、請求項１に記載の光素子集積装置。
【請求項５】
前記面発光レーザ素子の光出射口に親水性領域を有する、請求項４に記載の光素子集積装置。
【請求項６】
前記本体は、近接場光を用いた記録ヘッドまたは熱アシスト磁気記録ヘッドに用いられるスライダである、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光素子集積装置。
【請求項７】
本体の表面に第１電極を形成すると共に前記表面に光入射口が露出するよう光導波路を形成する工程と、
表面に光出射口および第２電極を有する面発光レーザ素子を反転し、前記面発光レーザ素子の光出射口を前記本体の光入射口に接合させると共に、前記第２電極を前記第１電極に接続させる工程と
を含む光素子集積装置の製造方法。
【請求項８】
前記面発光レーザ素子の光出射口および前記本体の光入射口にそれぞれ親水性領域を形成すると共に、前記光入射口の周囲に疎水性領域を形成したのち、前記光出射口に高屈折率接着剤を滴下し、前記高屈折率接着剤を介して前記光出射口と前記光入射口とを接合させる、請求項７記載の光素子集積装置の製造方法。
【請求項９】
前記疎水性領域をコーティング法またはナノインプリント技術による転写法により形成する、請求項８に記載の光素子集積装置の製造方法。
【請求項１０】
前記本体は、近接場光を用いた記録ヘッドまたは熱アシスト磁気記録ヘッドに用いられるスライダである、請求項７ないし９のいずれか１項に記載の光素子集積装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−９６３１８（Ｐ２０１１−９６３１８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９４７１（Ｐ２００９−２４９４７１）
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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