知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024079232
(43)【公開日】2024-06-11
(54)【発明の名称】測距装置
(51)【国際特許分類】
G01S 7/481 20060101AFI20240604BHJP
G01S 17/34 20200101ALI20240604BHJP
H01S 5/022 20210101ALI20240604BHJP
G02B 6/124 20060101ALI20240604BHJP
G02B 6/12 20060101ALI20240604BHJP
G02B 6/34 20060101ALI20240604BHJP
G02B 6/42 20060101ALI20240604BHJP
G02B 6/122 20060101ALI20240604BHJP
【ＦＩ】
G01S7/481 Z
G01S17/34
H01S5/022
G02B6/124
G02B6/12 301
G02B6/34
G02B6/42
G02B6/122
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022192058
(22)【出願日】2022-11-30
(71)【出願人】
【識別番号】316005926
【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】前田 雄也
(72)【発明者】
【氏名】安 陽太郎
(72)【発明者】
【氏名】寺田 晴彦
(72)【発明者】
【氏名】蛯子 芳樹
【テーマコード（参考）】
2H137
2H147
5F173
5J084
【Ｆターム（参考）】
2H137AA14
2H137AB12
2H137BA34
2H137BA48
2H137BA53
2H137BB02
2H137BB12
2H137BB25
2H137BC02
2H137BC07
2H137BC08
2H137CA12F
2H137CC05
2H137DA39
2H137DB08
2H137DB09
2H137DB16
2H137HA01
2H137HA05
2H147AA02
2H147AB04
2H147AB05
2H147AB11
2H147AB15
2H147AC01
2H147AC04
2H147BA05
2H147BC03
2H147BC05
2H147BD10
2H147BE01
2H147BE13
2H147BG04
2H147CA08
2H147CA13
2H147CA27
2H147CC02
2H147CC14
2H147CD02
2H147CD12
2H147DA09
2H147DA10
2H147EA13A
2H147EA13C
2H147EA14B
2H147FD14
2H147FD15
2H147GA06
2H147GA10
2H147GA19
2H147GA26
5F173AC03
5F173AC13
5F173MA10
5F173MC01
5F173MC12
5F173ME47
5F173MF25
5F173MF27
5F173MF39
5F173MF40
5J084AA05
5J084AC02
5J084AD08
5J084BA04
5J084BA20
5J084BA36
5J084BA48
5J084BB02
5J084BB14
5J084BB34
5J084BB40
5J084CA08
5J084CA33
5J084CA42
5J084CA49
5J084CA69
5J084EA18
(57)【要約】
【課題】発熱等に起因する動作の不安定化を抑制することの可能な測距装置を提供する。
【解決手段】本開示の一側面に係る測距装置は、光信号を出力する光源を有する半導体基板と、ＰＩＣ基板と、信号処理基板とを備える。信号処理基板上にＰＩＣ基板および半導体基板がこの順に積層される。半導体基板と信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される。
【選択図】図４
【解決手段】本開示の一側面に係る測距装置は、光信号を出力する光源を有する半導体基板と、ＰＩＣ基板と、信号処理基板とを備える。信号処理基板上にＰＩＣ基板および半導体基板がこの順に積層される。半導体基板と信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光信号を出力する光源を有する半導体基板と、
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板および前記半導体基板がこの順に積層され、
前記半導体基板と前記信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される
測距装置。
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板および前記半導体基板がこの順に積層され、
前記半導体基板と前記信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される
測距装置。
【請求項2】
前記光源と前記制御部とを電気的に接続する第１配線を備え、
前記第１配線は、前記ビアとして、前記半導体基板内に設けられた第１ビアと、前記半導体基板、前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板内に設けられた第２ビアとを有する
請求項１に記載の測距装置。
前記第１配線は、前記ビアとして、前記半導体基板内に設けられた第１ビアと、前記半導体基板、前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板内に設けられた第２ビアとを有する
請求項１に記載の測距装置。
【請求項3】
前記光源と電気的に接続された第１の放熱部材を更に備え、
前記第１の放熱部材は、前記半導体基板内に形成された第３ビアと、前記第３ビアに接続され、前記半導体基板の表面に配置された第１配線層とを有する
請求項１に記載の測距装置。
前記第１の放熱部材は、前記半導体基板内に形成された第３ビアと、前記第３ビアに接続され、前記半導体基板の表面に配置された第１配線層とを有する
請求項１に記載の測距装置。
【請求項4】
前記ＰＩＣ基板は、前記光源と対向する箇所に、前記光源から出力された前記光信号を前記モデュレータに導く回折格子を有する
請求項１に記載の測距装置。
請求項１に記載の測距装置。
【請求項5】
前記ＰＩＣ基板は、前記光源と対向する箇所に第２の放熱部材を有する
請求項１に記載の測距装置。
請求項１に記載の測距装置。
【請求項6】
光信号を出力する光源チップと、
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源チップ、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記ＰＩＣ基板は、前記光源チップを収容する凹部もしくは切り欠き部を有し、
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面には、前記第１の導波路の端部が露出しており、
前記光源チップは、前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面に露出する、前記第１の導波路の端部に前記光信号が入射するように、前記凹部内もしくは前記切り欠き部内に実装され、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板が積層され、
前記光源チップと前記信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される
測距装置。
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源チップ、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記ＰＩＣ基板は、前記光源チップを収容する凹部もしくは切り欠き部を有し、
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面には、前記第１の導波路の端部が露出しており、
前記光源チップは、前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面に露出する、前記第１の導波路の端部に前記光信号が入射するように、前記凹部内もしくは前記切り欠き部内に実装され、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板が積層され、
前記光源チップと前記信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される
測距装置。
【請求項7】
前記光源チップと前記制御部とを電気的に接続する第１配線を備え、
前記第１配線は、前記ビアとして、前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板内に設けられた第１ビアを有する
請求項６に記載の測距装置。
前記第１配線は、前記ビアとして、前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板内に設けられた第１ビアを有する
請求項６に記載の測距装置。
【請求項8】
前記ＰＩＣ基板は、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面に設けられた溝部を有し、
前記溝部は、平面視において、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面のうち、少なくとも前記第１の導波路と前記光源チップとの間の領域に設けられる
請求項６に記載の測距装置。
前記溝部は、平面視において、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面のうち、少なくとも前記第１の導波路と前記光源チップとの間の領域に設けられる
請求項６に記載の測距装置。
【請求項9】
前記信号処理基板は、前記コンバータ、前記信号処理部および前記制御部が形成されたＳｉ基板と、前記Ｓｉ基板上に設けられた層間絶縁膜とを有し、
前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板は、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面に設けられ、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面から前記層間絶縁膜を貫通する深さの溝部を有し、
前記溝部は、平面視において、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面のうち、少なくとも前記第１の導波路と前記光源チップとの間の領域に設けられる
請求項６に記載の測距装置。
前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板は、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面に設けられ、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面から前記層間絶縁膜を貫通する深さの溝部を有し、
前記溝部は、平面視において、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面のうち、少なくとも前記第１の導波路と前記光源チップとの間の領域に設けられる
請求項６に記載の測距装置。
【請求項10】
前記凹部もしくは前記切り欠き部および前記溝部を埋め込む樹脂部材を備えた
請求項８に記載の測距装置。
請求項８に記載の測距装置。
【請求項11】
前記凹部もしくは前記切り欠き部および前記溝部を埋め込む樹脂部材を備えた
請求項９に記載の測距装置。
請求項９に記載の測距装置。
【請求項12】
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面のうち、前記光信号が入射する面が、前記光源チップの光出射面に対して正対せず、斜めに対向するように設けられる
請求項６に記載の測距装置。
請求項６に記載の測距装置。
【請求項13】
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面のうち、前記光信号が入射する面を覆う反射防止膜を備えた
請求項６に記載の測距装置。
請求項６に記載の測距装置。
【請求項14】
光信号を出力する光源チップと、
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源チップ、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記ＰＩＣ基板は、前記光源チップを収容する凹部もしくは切り欠き部を有し、
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面には、前記第１の導波路の端部が露出しており、
前記光源チップは、前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面に露出する、前記第１の導波路の端部に前記光信号が入射するように、前記凹部内もしくは前記切り欠き部内に実装され、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板が積層され、
前記光源チップと前記ＰＩＣ基板とは、前記信号処理基板と前記ＰＩＣ基板との間に設けられた銅パッド同士を互いに接合することにより、電気的に接続される
測距装置。
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源チップ、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記ＰＩＣ基板は、前記光源チップを収容する凹部もしくは切り欠き部を有し、
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面には、前記第１の導波路の端部が露出しており、
前記光源チップは、前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面に露出する、前記第１の導波路の端部に前記光信号が入射するように、前記凹部内もしくは前記切り欠き部内に実装され、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板が積層され、
前記光源チップと前記ＰＩＣ基板とは、前記信号処理基板と前記ＰＩＣ基板との間に設けられた銅パッド同士を互いに接合することにより、電気的に接続される
測距装置。
【請求項15】
前記光源チップと前記制御部とを電気的に接続する第２配線を備え、
前記第２配線は、前記銅パッドと、前記光源チップと前記銅パッドとを電気的に接続する接続配線層とを有する
請求項１４に記載の測距装置。
前記第２配線は、前記銅パッドと、前記光源チップと前記銅パッドとを電気的に接続する接続配線層とを有する
請求項１４に記載の測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、測距装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、光ファイバの代わりに、ＳＯＩ（Silicon on Insulator)基板上にＳｉ導波路等の光学部品を積層したＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）を用いたＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）システムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１２１６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このようなシステムでは、光源であるレーザの発熱等に起因して動作が不安定になることがある。従って、発熱等に起因する動作の不安定化を抑制することの可能な測距装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の第１の側面に係る測距装置は、半導体基板と、ＰＩＣ基板と、信号処理基板とを備える。半導体基板は、光信号を出力する光源を有する。ＰＩＣ基板は、光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、チャープ信号を伝送する第１の導波路と、チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、基準信号および戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成された基板である。信号処理基板は、ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、コンバータによって生成されるデジタルのビート信号を処理する信号処理部と、光源、モデュレータおよび信号生成部を制御する制御部とが形成された基板である。ここで、信号処理基板上にＰＩＣ基板および半導体基板がこの順に積層される。半導体基板と信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される。
【0006】
本開示の第２の側面に係る測距装置は、光信号を出力する光源チップと、ＰＩＣ基板と、信号処理基板とを備える。ＰＩＣ基板は、光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、チャープ信号を伝送する第１の導波路と、チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、基準信号および戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成された基板である。信号処理基板は、ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、コンバータによって生成されるデジタルのビート信号を処理する信号処理部と、光源チップ、モデュレータおよび信号生成部を制御する制御部とが形成された基板である。ここで、ＰＩＣ基板は、光源チップを収容する凹部もしくは切り欠き部を有する。凹部もしくは切り欠き部の内面には、第１の導波路の端部が露出している。光源チップは、凹部もしくは切り欠き部の内面に露出する、第１の導波路の端部に光信号が入射するように、凹部内もしくは切り欠き部内に実装される。信号処理基板上にＰＩＣ基板が積層される。光源チップと信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される。
【0007】
本開示の第３の側面に係る測距装置は、光信号を出力する光源チップと、ＰＩＣ基板と、信号処理基板とを備える。ＰＩＣ基板は、光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、チャープ信号を伝送する第１の導波路と、チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、基準信号および戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成された基板である。信号処理基板は、ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、コンバータによって生成されるデジタルのビート信号を処理する信号処理部と、光源チップ、モデュレータおよび信号生成部を制御する制御部とが形成された基板である。ここで、ＰＩＣ基板は、光源チップを収容する凹部もしくは切り欠き部を有する。凹部もしくは切り欠き部の内面には、第１の導波路の端部が露出している。光源チップは、凹部もしくは切り欠き部の内面に露出する、第１の導波路の端部に光信号が入射するように、凹部内もしくは切り欠き部内に実装される。信号処理基板上にＰＩＣ基板が積層される。光源チップとＰＩＣ基板とは、信号処理基板とＰＩＣ基板との間に設けられた銅パッド同士を互いに接合することにより、電気的に接続される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示の第１の実施の形態に係る測距装置の概略構成例を表す図である。
【図25】本開示の第２の実施の形態に係る測距装置の概略構成例を表す図である。
【図59】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図60】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示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．第１の実施の形態（図１～図２０）
レーザ基板、ＰＩＣ基板および信号処理基板をＴＣＶ（Through Chip Via）
接続で積層した例
２．第１の実施の形態の変形例
変形例２－１：レーザダイオードのアノードおよびカソードを
信号処理基板の金属配線に接続した例（図２１）
変形例２－２：レーザダイオードの直下に放熱構造を設けた例（図２２）
変形例２－３：レーザダイオードの直上に放熱構造を設けた例（図２３，図２４）
３．第２の実施の形態（図２５～図２９）
レーザチップをＰＩＣ基板上に実装した例
４．第２の実施の形態の変形例
変形例４－１：レーザチップのアノードおよびカソードを
信号処理基板の金属配線に接続した例（図３０）
変形例４－２：ＰＩＣ基板の凹部の底面に溝部を設けた例（図３１～図３７）
変形例４－３：ＰＩＣ基板の凹部にビアを設けた例（図３８，図３９）
変形例４－４：ＰＩＣ基板および信号処理基板をＣｕ－Ｃｕ接続で
積層した例（図４０～図４４）
変形例４－５：信号処理基板とＰＩＣ基板とをワイヤボンディングで
接続する例（図４５～図４７）
変形例４－６：ＰＩＣ基板の凹部の光入射面またはレーザチップの光出射端面に
戻り光対策を設けた例（図４８～図５０）
変形例４－７：ＰＩＣ基板の凹部の底面にアライメント構造を
設けた例（図５１～図５４）
変形例４－８：ＰＩＣ基板の凹部の底面にレーザチップの高さ調整部材を
設けた例（図５５）
変形例４－９：ＰＩＣ基板に、レーザ光を取り込むための専用の導波路を
設けた例（図５６）
変形例４－１０：ＰＩＣ基板に、切り欠き部を設けた例（図５７，図５８）
５．適用例（図５９，図６０）
１．第１の実施の形態（図１～図２０）
レーザ基板、ＰＩＣ基板および信号処理基板をＴＣＶ（Through Chip Via）
接続で積層した例
２．第１の実施の形態の変形例
変形例２－１：レーザダイオードのアノードおよびカソードを
信号処理基板の金属配線に接続した例（図２１）
変形例２－２：レーザダイオードの直下に放熱構造を設けた例（図２２）
変形例２－３：レーザダイオードの直上に放熱構造を設けた例（図２３，図２４）
３．第２の実施の形態（図２５～図２９）
レーザチップをＰＩＣ基板上に実装した例
４．第２の実施の形態の変形例
変形例４－１：レーザチップのアノードおよびカソードを
信号処理基板の金属配線に接続した例（図３０）
変形例４－２：ＰＩＣ基板の凹部の底面に溝部を設けた例（図３１～図３７）
変形例４－３：ＰＩＣ基板の凹部にビアを設けた例（図３８，図３９）
変形例４－４：ＰＩＣ基板および信号処理基板をＣｕ－Ｃｕ接続で
積層した例（図４０～図４４）
変形例４－５：信号処理基板とＰＩＣ基板とをワイヤボンディングで
接続する例（図４５～図４７）
変形例４－６：ＰＩＣ基板の凹部の光入射面またはレーザチップの光出射端面に
戻り光対策を設けた例（図４８～図５０）
変形例４－７：ＰＩＣ基板の凹部の底面にアライメント構造を
設けた例（図５１～図５４）
変形例４－８：ＰＩＣ基板の凹部の底面にレーザチップの高さ調整部材を
設けた例（図５５）
変形例４－９：ＰＩＣ基板に、レーザ光を取り込むための専用の導波路を
設けた例（図５６）
変形例４－１０：ＰＩＣ基板に、切り欠き部を設けた例（図５７，図５８）
５．適用例（図５９，図６０）
【0010】
＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る測距装置１０００の概略構成例を表したものである。図２は、測距装置１０００の平面構成例を表したものである。図３は、図２のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図４は、図２のＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図５は、図２のＣ－Ｃ線での断面構成例を表したものである。
[構成]
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る測距装置１０００の概略構成例を表したものである。図２は、測距装置１０００の平面構成例を表したものである。図３は、図２のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図４は、図２のＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図５は、図２のＣ－Ｃ線での断面構成例を表したものである。
【0011】
測距装置１０００は、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式のＬｉＤＡＲである。ＦＭＣＷ ＬｉＤＡＲでは、時間の経過に応じて周波数が直線的に上昇するように変調を行ったレーザ光（送信信号）を連続的に照射し、送信信号と反射光（戻り信号）との周波数差から距離が求められる。
【0012】
測距装置１０００は、例えば、図１に示したように、第１ダイ１００、第２ダイ２００および第３ダイ３００を備える。第１ダイ１００および第２ダイ２００は、第３ダイ３００上に積層され、第１ダイ１００と第３ダイ３００との接合面Ｓ１と、第２ダイ２００と第３ダイ３００との接合面Ｓ２とを介して互いに電気的に接続される。第２ダイ２００の上面が入出射面Ｓ３となっている。
【0013】
（第２ダイ２００）
第２ダイ２００は、例えば、図１に示したように、レーザ２１０を有する。第２ダイ２００において、レーザ２１０は半導体基板２０１に形成される。
第２ダイ２００は、例えば、図１に示したように、レーザ２１０を有する。第２ダイ２００において、レーザ２１０は半導体基板２０１に形成される。
【0014】
レーザ２１０は、光信号を出力する光源である。レーザ２１０は、垂直共振器型の面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ；Vertical Cavity Surface Emitting Laser）であり、後述のコントローラ３１０による制御に従って、所定の固定波長（例えば、１５５０ｎｍ）のレーザ光Ｌ（光信号）を出射する。面発光型半導体レーザは、例えば、活性層と、活性層を厚さ方向から挟み込む一対のＤＢＲ（distributed Bragg reflector）層とを含んで構成される。面発光型半導体レーザは、例えば、図３に示したように、一方のＤＢＲとオーミック接続されるコンタクト層２１１と、他方のＤＢＲとオーミック接続されるコンタクト層２１２とを有する。面発光型半導体レーザは、コンタクト層２１２および接合面Ｓ２を介して、第１ダイ１００（後述のＳｉ層１０１）に向かってレーザ光Ｌを出射する。
【0015】
第２ダイ２００は、レーザ２１０と第３ダイ３００（信号処理回路）とを電気的に接続する配線を有する。第２ダイ２００は、例えば、図２～図５に示したように、上記配線として、コンタクト層２１１に接する配線４１０と、コンタクト層２１２に接する配線４２０とを有する。配線４１０，４２０は、本開示の一実施の形態にかかる「第１配線」の一具体例に相当する。配線４１０，４２０において、一方の配線がレーザ２１０のカソードの配線であり、他方の配線がレーザ２１０のアノードの配線である。以下では、配線４１０がレーザ２１０のカソードの配線であり、配線４２０がレーザ２１０のアノードの配線であるものとする。なお、レーザ２１０の構造に応じて、配線４１０がレーザ２１０のアノードの配線となってもよいし、配線４２０がレーザ２１０のカソードの配線となってもよい。
【0016】
配線４１０は、例えば、図２～図４に示したように、ビア４１１、ビア４１２および配線層４１３を有する。配線４２０は、例えば、図２，図３，図５に示したように、ビア４２１、ビア４２２および配線層４２３を有する。配線４１０および配線４２０は、例えばＣｕ（銅）によって構成される。第２ダイ２００（レーザ２１０）は、配線４１０，４２０を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続される。
【0017】
ビア４１１は、コンタクト層２１１と配線層４１３とに接する。ビア４１１は、半導体基板２０１内に設けられ、半導体基板２０１の積層方向に延在する。ビア４１１は、例えば、半導体基板２０１に設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。ビア４１２は、配線層４１３と後述の層間絶縁膜３０２内の配線層（例えば、Ｃｕ）とに接する。この配線層は、例えば、コントローラ３１０に電気的に接続される。ビア４１２は、第１ダイ１００、第２ダイ２００および第３ダイ３００内に設けられ、半導体基板２０１から層間絶縁膜３０２に渡って延在する。ビア４１２は、例えば、半導体基板２０１から層間絶縁膜３０２に渡って設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。配線層４１３は、半導体基板２０１の表面に配置され、ビア４１１とビア４１２とに接する。配線層４１３は、メタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。
【0018】
ビア４２１は、コンタクト層２１２と配線層４２３とに接する。ビア４２１は、半導体基板２０１内に設けられ、半導体基板２０１の積層方向に延在する。ビア４２１は、例えば、半導体基板２０１に設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。ビア４２２は、配線層４２３とＳｉ基板３０１とに接する。ビア４２２は、第１ダイ１００、第２ダイ２００および第３ダイ３００内に設けられ、半導体基板２０１から層間絶縁膜３０２に渡って延在する。ビア４２２は、例えば、半導体基板２０１から層間絶縁膜３０２に渡って設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。配線層４２３は、半導体基板２０１の表面に配置され、ビア４２１とビア４２２とに接する。配線層４２３は、メタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。
【0019】
第２ダイ２００および第１ダイ１００は、さらに、例えば、後述のディテクタ１６０と第３ダイ３００（信号処理回路）とを電気的に接続する配線４３０を有する。配線４３０は、例えば、図２、図４に示したように、ビア４３１、ビア４３２および配線層４３３を有する。配線４３０は、例えばＣｕによって構成される。第１ダイ１００（ディテクタ１６０）は、配線４３０を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続される。
【0020】
ビア４３１は、層間絶縁膜３０２内の配線層（例えば、Ｃｕ）と配線層４３３とに接する。この配線層は、例えば、コントローラ３１０に電気的に接続される。ビア４３１は、半導体基板２０１から層間絶縁膜３０２に渡って延在する。ビア４３１は、例えば、半導体基板２０１から層間絶縁膜３０２に渡って設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。ビア４３２は、ディテクタ１６０に電気的に接続された、層間絶縁膜１０２内の配線層（例えば、Ｃｕ）と配線層４３３とに接する。ビア４３２は、半導体基板２０１から層間絶縁膜１０２に渡って延在する。ビア４３２は、例えば、半導体基板２０１から層間絶縁膜１０２に渡って設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。配線層４３３は、半導体基板２０１の表面に配置され、ビア４３１とビア４３２とに接する。配線層４３３は、メタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。
【0021】
（第１ダイ１００）
第１ダイ１００は、例えば、図１に示したように、モデュレータ１１０、スプリッタ１２０、サーキュレータ１３０、アンテナ１４０、カプラ１５０およびディテクタ１６０を有する。第１ダイ１００において、モデュレータ１１０、スプリッタ１２０、サーキュレータ１３０、アンテナ１４０、カプラ１５０およびディテクタ１６０はＰＩＣ基板１００Ａ内に形成される。
第１ダイ１００は、例えば、図１に示したように、モデュレータ１１０、スプリッタ１２０、サーキュレータ１３０、アンテナ１４０、カプラ１５０およびディテクタ１６０を有する。第１ダイ１００において、モデュレータ１１０、スプリッタ１２０、サーキュレータ１３０、アンテナ１４０、カプラ１５０およびディテクタ１６０はＰＩＣ基板１００Ａ内に形成される。
【0022】
ＰＩＣ基板１００Ａは、例えば、図３～図５に示したように、Ｓｉ層１０１と、Ｓｉ層１０１を挟み込む層間絶縁膜１０２およびＢＯＸ（Buried Oxide）層１０３とを有する。ＰＩＣ基板１００Ａは、後述のＳＯＩ基板１０６から後述のＳｉ基板１０４を除去することにより得られる。ＢＯＸ層１０３は、ＳｉＯ２層によって構成される。層間絶縁膜１０２は、ＳＯＩ基板１０６上に形成された層であり、積層された複数のＳｉＯ２層内に、パターニングされた複数の配線層と、配線層同士を接続するビアとが形成された構成となっている。層間絶縁膜１０２の表面は、第１ダイ１００の底面となっている。層間絶縁膜１０２の表面は、第３ダイ３００（層間絶縁膜３０２）の上面に接している。ＢＯＸ層１０３の表面は、第１ダイ１００の上面となっている。
【0023】
Ｓｉ層１０１には、光導波路ＷＧ１，ＷＧ２，ＷＧ３が設けられる。光導波路ＷＧ１は、例えば、レーザ２１０の直下に対応する部分から、モデュレータ１１０、スプリッタ１２０およびサーキュレータ１３０を介してアンテナ１４０まで延在する。光導波路ＷＧ２は、スプリッタ１２０において光導波路ＷＧ１から分岐した光導波路であり、カプラ１５０の一方の入力端（後述の光導波路１５１）に連結される。光導波路ＷＧ３は、サーキュレータ１３０において光導波路ＷＧ１から分岐した光導波路であり、カプラ１５０の他方の入力端（後述の光導波路１５２）に連結される。
【0024】
光導波路ＷＧ１には、レーザ２１０から出射されたレーザ光Ｌが入射する。光導波路ＷＧ１のうち、レーザ２１０と対向する箇所（レーザ２１０の直下に対応する部分）には回折格子１０５が設けられる。回折格子１０５は、例えば、複数の溝もしくは貫通孔が数百ｎｍピッチでＳｉ層１０１に一列に並んで配置された素子である。回折格子１０５は、レーザ２１０から出射されたレーザ光Ｌを光導波路ＷＧ１内に導く。光導波路ＷＧ１を伝搬するレーザ光Ｌがモデュレータ１１０に入力される。つまり、回折格子１０５は、レーザ２１０から出射されたレーザ光Ｌをモデュレータ１１０に導く。
【0025】
モデュレータ１１０は、コントローラ３１０による制御に従って、レーザ光Ｌを周波数変調する。モデュレータ１１０は、例えば、時間の経過に応じて周波数が直線的に上昇するようにレーザ光Ｌを変調し、その後、時間の経過に応じて周波数が直線的に下降するようにレーザ光Ｌを変調する。モデュレータ１１０は、例えば、このような周波数の直線的な上昇および下降を周期的に繰り返し、それにより生成された送信信号Ｓｔｘを、光導波路ＷＧ１を介してスプリッタ１２０に出力する。送信信号Ｓｔｘは、モデュレータ１１０によってレーザ光Ｌが周波数変調されることにより得られたチャープ信号である。光導波路ＷＧ１は、チャープ信号を伝送する。モデュレータ１１０は、例えば、Ｓｉ層１０１に形成されている。モデュレータ１１０は、例えば、Ｓｉ導波路が２つに分岐したマッハゼンダー干渉計で形成されている。このとき、モデュレータ１１０は、分岐した一方の導波路に、PN junctionを形成して、そのPN Junctionに交流波形の電圧を印可し、キャリアプラズマ効果により屈折率を変更することによって光の位相を変えた信号を生成する。モデュレータ１１０は、生成した信号波形と元の信号波形とを干渉計の出口で合派することによって、元の信号に対して位相を変調することができる。
【0026】
スプリッタ１２０は、送信信号Ｓｔｘを、ターゲットＴＧに照射するための送信信号Ｓｔｘ（送信信号Ｓｔｘ１）と、カプラ１５０で戻り信号Ｓｒｘと干渉させるための送信信号Ｓｔｘ（送信信号Ｓｔｘ２）とに分割する。送信信号Ｓｔｘ１は、送信信号Ｓｔｘのエネルギーのほとんどを有する。送信信号Ｓｔｘ２は、送信信号Ｓｔｘ１のエネルギーよりもはるかに小さなエネルギー量であるが、カプラ１５０で戻り信号Ｓｒｘと干渉させるには十分なエネルギー量を有する基準信号である。戻り信号Ｓｒｘは、送信信号Ｓｔｘ１との関係で位相が遅延した信号に相当する。戻り信号Ｓｒｘは、送信信号ＳｔｘがターゲットＴＧで反射されることにより生成される。
【0027】
スプリッタ１２０は、３ポートを有する素子である。スプリッタ１２０において、第１のポートおよび第３のポートは、光導波路ＷＧ１内に存在している。第２のポートは光導波路ＷＧ２内に存在する。光導波路ＷＧ２は、光導波路ＷＧ１のうち、第１のポートと第３のポートとの間の部分に近接して配置される。これにより、光導波路ＷＧ１を伝搬する光信号が光導波路ＷＧ２に漏れ出る。光導波路ＷＧ１から光導波路ＷＧ２に漏れ出た光信号が送信信号Ｓｔｘ２として光導波路ＷＧ２を伝搬する。光導波路ＷＧ２は、送信信号Ｓｔｘ２を伝送する。
【0028】
サーキュレータ１３０は、３ポートを有する素子であり、第１のポートから入射した送信信号Ｓｔｘ１を第３のポートへ伝送し、第３のポートから入射した戻り信号Ｓｒｘを第２のポートへ伝送する。サーキュレータ１３０において、第１のポートには光導波路ＷＧ１が連結されており、第２のポートには光導波路ＷＧ２が連結されている。第３のポートには、アンテナ１４０から延在する光導波路が連結される。サーキュレータ１３０は、例えば、送信する光信号とＳｉアンテナ１４１から受信した光信号を整流する働きをする。サーキュレータ１３０では、送信信号および受信信号はＳｉで形成された光導波路が分岐する構造により、それぞれの分岐で５０％、５０％で信号強度がわかれる。この半分の信号を取り扱うことによって、送信光と受信光を分けることができる。
【0029】
アンテナ１４０は、駆動部を有しないメカレススキャナである。アンテナ１４０は、送信信号Ｓｔｘ１を、レンズ２２０を介してターゲットＴＧに向けて送信するとともに、戻り信号Ｓｒｘを、レンズ２２０を介して受信する。レンズ２２０は、第２ダイ２００の表面のうち、Ｓｉアンテナ１４１と対向する領域（入出射面Ｓ３）に貼り合わされる。入出射面Ｓ３から送信信号Ｓｔｘ１が出射され、入出射面Ｓ３には戻り信号Ｓｒｘが入射する。入出射面Ｓ３には、レンズ２２０が貼り合わされており、送信信号Ｓｔｘはアンテナ１４０からレンズ２２０および入出射面Ｓ３を介して外部に出射され、戻り信号Ｓｒｘは外部からレンズ２２０および入出射面Ｓ３を介してアンテナ１４０に入射する。
【0030】
アンテナ１４０は、例えば、図６に示したように、Ｓｉアンテナ１４１と、Ｓｉアンテナ１４１の両脇に設けられた一対のヒータ１４２とからなるアンテナ体を複数（例えば４つ）有する。各アンテナ体は、共通の方向に延在しており、複数のアンテナ体は、アンテナ体の延在方向と直交する方向に所定の間隔で並んで配置されている。
【0031】
Ｓｉアンテナ１４１は、Ｓｉ層１０１に設けられた回折格子によって構成される。回折格子は、例えば、複数の溝もしくは貫通孔が数百ｎｍピッチでＳｉ層１０１に一列に並んで配置された素子である。Ｓｉアンテナ１４１は、コントローラ３１０による制御に従って、回折格子のピッチに応じてある場所にピークを持つ送信信号Ｓｔｘ１をＳｉ層１０１の表面に対して所定の角度で出射する。ヒータ１４２は、Ｓｉアンテナ１４１に沿って延在する抵抗素子である。ヒータ１４２は、コントローラ３１０からの制御に従って抵抗素子に電流が印可され、それによる抵抗素子の発熱により、Ｓｉアンテナ１４１を加熱する。Ｓｉアンテナ１４１では、ヒータ１４２による加熱により屈折率が変化し、屈折率の変化に応じた角度で送信信号Ｓｔｘ１が出射される。つまり、Ｓｉアンテナ１４１は、コントローラ３１０による制御に従って、送信信号Ｓｔｘ１を外部の所定の領域においてスイープする。
【0032】
４つのアンテナ体が設けられている場合に、アンテナ１４０は、さらに、例えば、図６に示したように、アンテナ体ごとに１つずつ設けられた４つの光スイッチ１４３と、２つの光スイッチ１４３ごとに１つずつ設けられた２つの光スイッチ１４４とを有する。各光スイッチ１４３は、２つの端子（第１の端子、第２の端子）の間にある光導波路を継断するスイッチである。各光スイッチ１４４は、２つの端子（第３の端子、第４の端子）の間にある光導波路を継断するスイッチである。アンテナ１４０は、さらに、例えば、図６に示したように、２つの光スイッチ１４４に連結された１つの光スイッチ１４５を有する。各光スイッチ１４５は、２つの端子（第５の端子、第６の端子）の間にある光導波路を継断するスイッチである。
【0033】
各光スイッチ１４３において、第１の端子はアンテナ体に連結され、第２の端子は他の光スイッチ１４３の第２の端子と、光スイッチ１４４の第３の端子とに連結される。各光スイッチ１４４において、第３の端子は２つの光スイッチ１４３の第２の端子に連結され、第４の端子は他の光スイッチ１４４の第４の端子と、光スイッチ１４５の第５の端子とに連結される。光スイッチ１４５において、第５の端子は２つの光スイッチ１４４の第４の端子に連結されており、第６の端子はサーキュレータ１３０の第２のポートに連結される。
【0034】
アンテナ体は、例えば、図７、図８に示したように、Ｓｉ層１０１に設けられた回折格子によって構成される。図７は、図６のアンテナ体のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図８は、図６のアンテナ体のＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。回折格子は、例えば、図７、図８に示したように、複数の溝が数百ｎｍピッチでＳｉ層１０１に一列に並んで配置された素子である。溝の深さは、例えば、数百ｎｍとなっており、Ｓｉ層１０１のうち、回折格子の下地に相当する部分の厚さは、例えば、数百ｎｍとなっている。
【0035】
Ｓｉアンテナ１４１では、回折格子のピッチに応じてある場所にピークを持つ送信信号Ｓｔｘ１がＳｉ層１０１の表面に対して所定の角度で出射される。ヒータ１４２は、Ｓｉアンテナ１４１に沿って延在する抵抗素子である。ヒータ１４２は、コントローラ３１０からの制御に従って抵抗素子に電流が印可され、それによる抵抗素子の発熱により、Ｓｉアンテナ１４１を加熱する。Ｓｉアンテナ１４１では、ヒータ１４２による加熱により屈折率が変化し、屈折率の変化に応じた角度で送信信号Ｓｔｘ１が出射される。
【0036】
アンテナ１４０は、コントローラ３１０からの制御に従って、４つの光スイッチ１４３、２つの光スイッチ１４４および１つの光スイッチ１４５のオンオフを行う。それにより、アンテナ１４０は、各アンテナ体から所定の方向に送信信号Ｓｔｘ１を出射するとともに、外部から入射する戻り信号Ｓｒｘを受信する。
【0037】
カプラ１５０は、送信信号Ｓｔｘ２と戻り信号Ｓｒｘとの干渉により、ビート信号Ｓｂｔを生成する素子である。ビート信号Ｓｂｔの周波数は、送信信号Ｓｔｘ２と戻り信号Ｓｒｘとの周波数差に応じて変化する。周波数差は、Ｓｉアンテナ１４１からターゲットＴＧまでの距離に応じて変化する。従って、ビート信号Ｓｂｔの周波数に基づいて、Ｓｉアンテナ１４１からターゲットＴＧまでの距離が推定され得る。
【0038】
カプラ１５０は、例えば、図９に示したように、送信信号Ｓｔｘ２を伝搬させるための光導波路１５１と、戻り信号Ｓｒｘを伝搬させるための光導波路１５２とを有する。光導波路１５１，１５２は、それぞれ、例えば、リブ型の導波路となっている。光導波路１５１の一部と光導波路１５２の一部とが互いに近接して配置されており、これにより、光導波路１５１を伝搬する送信信号Ｓｔｘ２と、光導波路１５２を伝搬する戻り信号Ｓｒｘとが互いに干渉し合い、ビート信号Ｓｂｔが生成される。
【0039】
ディテクタ１６０は、コントローラ３１０による制御に従って、光導波路１５１，１５２から伝搬してきた信号からビート信号Ｓｂｔを抽出する素子である。カプラ１５０およびディテクタ１６０からなるモジュールが、本開示の一実施の形態に係る「ビート信号を生成する信号生成部」の一具体例に相当する。ディテクタ１６０は、例えば、図１０に示したように、互いに直列に接続されたＧｅＰＤ１６１，１６２と、ＧｅＰＤ１６１とＧｅＰＤ１６２との接続ノードに接続されたトランスインピーダンスアンプ（Transimpedance Amplifier）１６３とを有する。
【0040】
ＧｅＰＤ１６１は、例えば、図９に示したように、光導波路１５１に結合されたＰＩＮフォトダイオードである。ＧｅＰＤ１６２は、例えば、図９に示したように、光導波路１５２に結合されたＰＩＮフォトダイオードである。ＧｅＰＤ１６１，１６２は、例えば、光導波路１５１，１５２に接続されたＳｉテラス部６１と、Ｓｉテラス部６１にＢをイオン注入することにより形成されたｐ型Ｓｉ層６２とを有する。Ｓｉテラス部６１および光導波路１５１，１５２は、共通のＳｉ層１０１に形成されている。
【0041】
ＧｅＰＤ１６１，１６２は、さらに、例えば、ｐ型Ｓｉ層６２上に形成された島状ｉ型Ｇｅ層６３および二次元成長ｉ型Ｇｅ層６４と、二次元成長ｉ型Ｇｅ層６４にＰをイオン注入することにより形成されたｎ型Ｇｅ層６５とを有する。ｐ型Ｓｉ層６２、島状ｉ型Ｇｅ層６３、二次元成長ｉ型Ｇｅ層６４およびｎ型Ｇｅ層６５からなる積層体がＰＩＮ型フォトダイオードを構成する。このＰＩＮ型フォトダイオードでは、実効的にｐ型になり空乏層が形成されない島状ｉ型Ｇｅ層６３の厚さが薄く、厚い二次元成長ｉ型Ｇｅ層６４が空乏層となるので、感度が向上する。
【0042】
ＧｅＰＤ１６１，１６２は、例えば、さらに、ｎ型Ｇｅ層６５に接するｎ側電極６６と、ｐ型Ｓｉ層６２に接するｐ側電極６７とを有する。ＧｅＰＤ１６１のｐ側電極６７と、ＧｅＰＤ１６２のｎ側電極６６とが配線で接続されており、ＧｅＰＤ１６１のｐ側電極６７とＧｅＰＤ１６２のｎ側電極６６とを接続する配線が、トランスインピーダンスアンプ１６３の入力端に接続されている。
【0043】
トランスインピーダンスアンプ１６３は、ＧｅＰＤ１６１，１６２によって光電変換された電流信号をインピーダンス変換するとともに増幅し、電圧信号としてビート信号Ｓｂｔを出力する。
【0044】
（第３ダイ３００）
第３ダイ３００は、例えば、図１に示したように、コントローラ３１０、ＤＡＣ３２０、ＡＤＣ３３０およびＦＦＴ（fast Fourier transform）３４０を有している。ＦＦＴ３４０が、本開示の一実施の形態に係る「ビート信号を処理する信号処理部」の一具体例に相当する。
第３ダイ３００は、例えば、図１に示したように、コントローラ３１０、ＤＡＣ３２０、ＡＤＣ３３０およびＦＦＴ（fast Fourier transform）３４０を有している。ＦＦＴ３４０が、本開示の一実施の形態に係る「ビート信号を処理する信号処理部」の一具体例に相当する。
【0045】
コントローラ３１０は、例えば、レーザ２１０、モデュレータ１１０、アンテナ１４０、ディテクタ１６０を制御するための制御信号を生成し、ＤＡＣ３２０に出力する。コントローラ３１０は、さらに、例えば、ＡＤＣ３３０を制御する制御信号を生成し、ＡＤＣ３３０に出力する。ＤＡＣ３２０は、コントローラ３１０から入力された制御信号をＤＡ変換し、アナログの制御信号をレーザ２１０、モデュレータ１１０、アンテナ１４０、ディテクタ１６０に出力する。ＡＤＣ３３０は、ディテクタ１６０から入力されたビート信号ＳｂｔをＡＤ変換し、ＦＦＴ３４０に出力する。ＦＦＴ３４０は、ＡＤＣ３３０から入力されたデジタルのビート信号Ｓｂｔに対してＦＦＴを行い、それにより得られたパワースペクトラム密度に基づいて、ビート信号Ｓｂｔの周波数を導出する。ＦＦＴ３４０は、導出した周波数についての情報（周波数情報）をコントローラ３１０に出力する。コントローラ３１０は、外部からの制御に従って、ＦＦＴ３４０から入力された周波数情報を外部に出力する。
【0046】
第３ダイ３００は、例えば、図３～図５に示したように、Ｓｉ基板３０１を有する。Ｓｉ基板３０１には、例えば、コントローラ３１０、ＤＡＣ３２０、ＡＤＣ３３０およびＦＦＴ３４０などの信号処理回路が形成される。Ｓｉ基板３０１上には層間絶縁膜３０２が形成される。層間絶縁膜３０２は、積層された複数のＳｉＯ２層内に、パターニングされた複数の配線層と、配線層同士を接続するビアとが形成された構成となっている。層間絶縁膜３０２には、信号処理回路内の配線・ビアや、信号処理回路と第１ダイ１００および第２ダイ２００とを電気的に接続するための配線・ビアなどが形成される。
【0047】
[製造方法]
次に、測距装置１０００の製造方法について説明する。
次に、測距装置１０００の製造方法について説明する。
【0048】
図１１～図２０は、測距装置１０００の製造過程を説明するための断面図である。まず、ＳＯＩ基板１０６を用意する（図１１）。ＳＯＩ基板１０６は、Ｓｉ基板１０４上にＢＯＸ層１０３およびＳｉ層１０１がこの順に形成された基板である。次に、ＳＯＩ基板１０６のＳｉ層１０１に対して、光導波路ＷＧ１，ＷＧ２，ＷＧ３と、スプリッタ１２０と、サーキュレータ１３０と、Ｓｉアンテナ１４１と、カプラ１５０およびＧｅＰＤ１６１，１６２の一部（Ｓｉテラス部６１，ｐ型Ｓｉ層６２）とを形成する（図１１）。次に、ＳＯＩ基板１０６上に層間絶縁膜１０２を形成する（図１１）。
【0049】
次に、ＳＯＩ基板１０６と第３ダイ３００とを、層間絶縁膜１０２の表面と層間絶縁膜３０２の表面とを互いに向き合わせて貼り合わせる（図１１，図１２）。次に、ＳＯＩ基板１０６におけるＳｉ基板１０４を除去する（図１３）。これにより、第３ダイ３００上にＰＩＣ基板１００Ａが形成される。続いて、ＰＩＣ基板１００Ａとレーザ基板２３０とを、ＢＯＸ層１０３の表面と半導体基板２０１の表面とを互いに向き合わせて貼り合わせる（図１４，図１５）。次に、レーザ基板２３０におけるＳｉ基板２０２を除去する（図１６）。これにより、第１ダイ１００上に第２ダイ２００が形成される。
【0050】
次に、半導体基板２０１にビアホールＨ１～Ｈ６を形成する（図１７，図１８）。これにより、ビアホールＨ１の底面にコンタクト層２１１が露出し、ビアホールＨ２の底面にコンタクト層２１２が露出し、ビアホールＨ３の底面に層間絶縁膜３０２内の配線層が露出し、ビアホールＨ４の底面にＳｉ基板３０１が露出する。さらに、ビアホールＨ５の底面に層間絶縁膜３０２内の配線層が露出し、ビアホールＨ６の底面にＧｅＰＤ１６１と電気的に接続された配線層が露出する。
【0051】
次に、ビアホールＨ１～Ｈ６内にメタルを埋め込む（図１９，図２０）。これにより、ビア４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２が形成される。続いて、ビア４１１とビア４１２とを接続するメタルと、ビア４２１とビア４２２とを接続するメタルと、ビア４３１とビア４３２とを接続するメタルとを形成する（図１９，図２０）。これにより、配線層４１３，４２３，４３３が形成される。最後に、レンズ２２０を設置する。このようにして、測距装置１０００が製造される。
【0052】
[効果]
次に、測距装置１０００の効果について説明する。
次に、測距装置１０００の効果について説明する。
【0053】
本実施の形態では、第２ダイ２００（レーザ２１０）が、配線４１０，４２０を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続される。さらに、第１ダイ１００（ディテクタ１６０）が、配線４３０を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続される。これにより、レーザ２１０で発生した熱や、ディテクタ１６０で発生した熱を、配線４１０，４２０，４３０を介してＳｉ基板３０１に排出することができる。その結果、レーザ２１０やディテクタ１６０の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0054】
本実施の形態では、配線４１０，４２０，４３０の一部がビア４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２によって構成される。これにより、パターニングで形成した配線層と比べて、配線４１０，４２０，４３０の断面積を大きくすることができるので、レーザ２１０で発生した熱や、ディテクタ１６０で発生した熱を効率良くＳｉ基板３０１に排出することができる。その結果、レーザ２１０やディテクタ１６０の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0055】
本実施の形態では、ＰＩＣ基板１００Ａにおいて、光導波路ＷＧ１、スプリッタ１２０、光導波路ＷＧ２，ＷＧ３、カプラ１５０およびＧｅＰＤ１６１，１６２が共通のＳｉ層１０１に形成される。また、第３ダイ３００（信号処理基板）に、コントローラ３１０、ＤＡＣ３２０、ＡＤＣ３３０およびＦＦＴ３４０が形成される。さらに、ＰＩＣ基板１００Ａおよび第２ダイ２００が第３ダイ３００上に積層されており、配線４１０，４２０，４３０を介して第３ダイ３００と電気的に接続される。これにより、光ファイバを介して複数のＲＦ部品を結合したモジュールと比べて、小型化が可能である。小型化により、ＧｅＰＤ１６１，１６２以降の電気信号の経路が短縮され、電気信号に対する外部ノイズの混入を低減することができる。
【0056】
本実施の形態では、送信信号Ｓｔｘ（チャープ信号）を生成するモデュレータ１１０と、送信信号Ｓｔｘから分割された送信信号Ｓｔｘ１を外部に出射するとともに、外部からの戻り信号Ｓｒｘを受信するＳｉアンテナ１４１とがＳｉ層１０１に形成される。これにより、光ファイバを介して複数のＲＦ部品を結合したモジュールと比べて、小型化が可能である。
【0057】
本実施の形態では、レーザ２１０と対向する箇所（レーザ２１０の直下）に、レーザ２１０から出射されたレーザ光Ｌを光導波路ＷＧ１内に導く回折格子１０５が設けられる。これにより、光ファイバを介して複数のＲＦ部品を結合したモジュールと比べて、小型化が可能である。小型化により、レーザ光Ｌの伝搬経路が短縮され、レーザ光Ｌの損失を低減することができる。
【0058】
＜２．第１の実施の形態の変形例＞
次に、上記実施の形態に係る測距装置１０００の変形例について説明する。
次に、上記実施の形態に係る測距装置１０００の変形例について説明する。
【0059】
[変形例２－１]
図２１は、変形例に係る測距装置１０００の断面構成例を表したものである。図２１には、図５に記載の断面構成の一変形例が表される。上記実施の形態において、ビア４２２は、例えば、図２１に示したように、配線層４２３と層間絶縁膜３０２内の配線層とに接していてもよい。このようにした場合であっても、レーザ２１０から発せられた熱を、ビア４２２を含む配線４２０を介してＳｉ基板３０１に排出することができる。その結果、レーザ２１０の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
図２１は、変形例に係る測距装置１０００の断面構成例を表したものである。図２１には、図５に記載の断面構成の一変形例が表される。上記実施の形態において、ビア４２２は、例えば、図２１に示したように、配線層４２３と層間絶縁膜３０２内の配線層とに接していてもよい。このようにした場合であっても、レーザ２１０から発せられた熱を、ビア４２２を含む配線４２０を介してＳｉ基板３０１に排出することができる。その結果、レーザ２１０の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0060】
[変形例２－２]
図２２は、変形例に係る測距装置１０００の断面構成例を表したものである。図２２には、図５に記載の断面構成の一変形例が表される。上記実施の形態およびその変形例において、ＰＩＣ基板１００Ａの層間絶縁膜１０２において、例えば、図２２に示したように、レーザ２１０と対向する箇所（レーザ２１０の直下）に放熱部材１０７が設けられてもよい。放熱部材１０７は、例えば、メタル（例えば、Ｃｕ）によって構成されてもよい。放熱部材１０７は、例えば、層間絶縁膜１０２内の他の回路配線と同一層内に、層間絶縁膜１０２内の他の回路配線と同一材料によって形成されてもよい。放熱部材１０７は、測距装置１０００における回路配線の一部であってもよいし、測距装置１０００における回路配線として機能しない構成となっていてもよい。放熱部材１０７の電位を安定化するために、放熱部材１０７と定電位配線とを互いに接続する配線が層間絶縁膜１０２内に設けられてもよい。
図２２は、変形例に係る測距装置１０００の断面構成例を表したものである。図２２には、図５に記載の断面構成の一変形例が表される。上記実施の形態およびその変形例において、ＰＩＣ基板１００Ａの層間絶縁膜１０２において、例えば、図２２に示したように、レーザ２１０と対向する箇所（レーザ２１０の直下）に放熱部材１０７が設けられてもよい。放熱部材１０７は、例えば、メタル（例えば、Ｃｕ）によって構成されてもよい。放熱部材１０７は、例えば、層間絶縁膜１０２内の他の回路配線と同一層内に、層間絶縁膜１０２内の他の回路配線と同一材料によって形成されてもよい。放熱部材１０７は、測距装置１０００における回路配線の一部であってもよいし、測距装置１０００における回路配線として機能しない構成となっていてもよい。放熱部材１０７の電位を安定化するために、放熱部材１０７と定電位配線とを互いに接続する配線が層間絶縁膜１０２内に設けられてもよい。
【0061】
本変形例では、ＰＩＣ基板１００Ａの層間絶縁膜１０２において、レーザ２１０と対向する箇所（レーザ２１０の直下）に放熱部材１０７が設けられる。これにより、レーザ２１０から発せられた熱を、放熱部材１０７を介してＳｉ基板３０１に効率良く排出することができる。その結果、レーザ２１０の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0062】
[変形例２－３]
図２３は、変形例に係る測距装置１０００の平面構成例を表したものである。図２４は、図２３のＡ－Ａ線での断面構成の一例を表したものである。上記実施の形態およびその変形例において、第２ダイ２００は、例えば、図２３、図２４に示したように、半導体基板２０１の表面に放熱部材４４０を有してもよい。放熱部材４４０は、配線４１０，４２０とは別個に設けられ、例えば、メタル（例えば、Ｃｕ）によって構成されてもよい。放熱部材４４０は、測距装置１０００における回路配線の一部であってもよいし、測距装置１０００における回路配線として機能しない構成となっていてもよい。図２４には、放熱部材４４０が測距装置１０００における回路配線の一部として機能しない構成となっている場合が例示される。
図２３は、変形例に係る測距装置１０００の平面構成例を表したものである。図２４は、図２３のＡ－Ａ線での断面構成の一例を表したものである。上記実施の形態およびその変形例において、第２ダイ２００は、例えば、図２３、図２４に示したように、半導体基板２０１の表面に放熱部材４４０を有してもよい。放熱部材４４０は、配線４１０，４２０とは別個に設けられ、例えば、メタル（例えば、Ｃｕ）によって構成されてもよい。放熱部材４４０は、測距装置１０００における回路配線の一部であってもよいし、測距装置１０００における回路配線として機能しない構成となっていてもよい。図２４には、放熱部材４４０が測距装置１０００における回路配線の一部として機能しない構成となっている場合が例示される。
【0063】
放熱部材４４０は、例えば、ビア４４１および配線層４４２を有する。ビア４４１は、コンタクト層２１１と配線層４４２とに接する。ビア４４１は、半導体基板２０１内に設けられ、半導体基板２０１の積層方向に延在する。ビア４４１は、例えば、半導体基板２０１に設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。配線層４４２は、メタル（例えば、Ｃｕ）で構成され、半導体基板２０１の表面に配置され、ビア４４１に接する。このようにした場合には、レーザ２１０から発せられた熱を、放熱部材４４０を介して外部に効率良く排出することができる。その結果、レーザ２１０の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0064】
＜３．第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る測距装置２０００について説明する。以下では、上記実施の形態と共通の構成に対しては、共通の符号を付与するとともに、説明を適宜、省略するものとする。
次に、本開示の第２の実施の形態に係る測距装置２０００について説明する。以下では、上記実施の形態と共通の構成に対しては、共通の符号を付与するとともに、説明を適宜、省略するものとする。
【0065】
[構成]
図２５は、本開示の第２の実施の形態に係る測距装置２０００の概略構成例を表したものである。図２６は、測距装置２０００の平面構成例を表したものである。図２７は、図２６のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図２８は、図２６のＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図２９は、図２６のＣ－Ｃ線での断面構成例を表したものである。
図２５は、本開示の第２の実施の形態に係る測距装置２０００の概略構成例を表したものである。図２６は、測距装置２０００の平面構成例を表したものである。図２７は、図２６のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図２８は、図２６のＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図２９は、図２６のＣ－Ｃ線での断面構成例を表したものである。
【0066】
測距装置２０００は、ＦＭＣＷ方式のＬｉＤＡＲである。測距装置２０００は、例えば、図２５に示したように、第１ダイ５００、レーザチップ６００および第３ダイ３００を備える。第１ダイ５００は、第３ダイ３００上に積層され、第１ダイ５００と第３ダイ３００との接合面Ｓ４を介して互いに電気的に接続される。第１ダイ５００の上面が入出射面Ｓ５となっている。
【0067】
（レーザチップ６００）
レーザチップ６００は、光信号を出力する光源チップである。レーザチップ６００は、例えば、チップ状の端面発光型半導体レーザであり、コントローラ３１０による制御に従って、所定の固定波長（例えば、１５５０ｎｍ）のレーザ光Ｌを活性層６０１の端面から出射する。レーザチップ６００は、レーザ光Ｌが後述のＰＩＣ基板５００Ａの凹部５１０の内面（光導波路ＷＧ１）に入射するように、凹部５１０内に実装される。レーザチップ６００は、レーザチップ６００の光スポット（活性層６０１の端面に生成される光スポット）がＳｉ層１０１（光導波路ＷＧ１）と同一高さとなるように、凹部５１０内に実装される。
レーザチップ６００は、光信号を出力する光源チップである。レーザチップ６００は、例えば、チップ状の端面発光型半導体レーザであり、コントローラ３１０による制御に従って、所定の固定波長（例えば、１５５０ｎｍ）のレーザ光Ｌを活性層６０１の端面から出射する。レーザチップ６００は、レーザ光Ｌが後述のＰＩＣ基板５００Ａの凹部５１０の内面（光導波路ＷＧ１）に入射するように、凹部５１０内に実装される。レーザチップ６００は、レーザチップ６００の光スポット（活性層６０１の端面に生成される光スポット）がＳｉ層１０１（光導波路ＷＧ１）と同一高さとなるように、凹部５１０内に実装される。
【0068】
レーザチップ６００には、例えば、活性層６０１と、活性層６０１を厚さ方向から挟み込む一対のクラッド層と、一方のクラッド層にオーミック接続されたコンタクト層（第１コンタクト層）と、他方のクラッド層にオーミック接続されたコンタクト層（第２コンタクト層）とが設けられる。レーザチップ６００には、さらに、例えば、第１コンタクト層に接する電極６１０と、第２コンタクト層に対してビアを介して電気的に接続された電極６２０とが設けられる。電極６１０，６２０は、例えば、レーザチップ６００の共通の面（例えば、レーザチップ６００の底面）に配置される。電極６１０，６２０は、例えば、Ｃｕ（銅）によって構成される。レーザチップ６００は、電極６１０，６２０および後述の配線７１０，７２０を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続される。
【0069】
（第１ダイ５００）
第１ダイ５００は、例えば、図２５に示したように、モデュレータ１１０、スプリッタ１２０、サーキュレータ１３０、アンテナ１４０、カプラ１５０およびディテクタ１６０を有する。第１ダイ５００において、モデュレータ１１０、スプリッタ１２０、サーキュレータ１３０、アンテナ１４０、カプラ１５０およびディテクタ１６０はＰＩＣ基板５００Ａ内に形成される。
第１ダイ５００は、例えば、図２５に示したように、モデュレータ１１０、スプリッタ１２０、サーキュレータ１３０、アンテナ１４０、カプラ１５０およびディテクタ１６０を有する。第１ダイ５００において、モデュレータ１１０、スプリッタ１２０、サーキュレータ１３０、アンテナ１４０、カプラ１５０およびディテクタ１６０はＰＩＣ基板５００Ａ内に形成される。
【0070】
ＰＩＣ基板５００Ａは、例えば、図２７～図２９に示したように、Ｓｉ層１０１と、Ｓｉ層１０１を挟み込む層間絶縁膜１０２およびＢＯＸ層１０３とを有する。ＰＩＣ基板５００Ａは、ＳＯＩ基板１０６からＳｉ基板１０４を除去することにより得られる。ＢＯＸ層１０３は、ＳｉＯ２層で構成される。層間絶縁膜１０２は、ＳＯＩ基板１０６上に形成された層であり、積層された複数のＳｉＯ２層内に、パターニングされた複数の配線層と、配線層同士を接続するビアとが形成された構成となっている。層間絶縁膜１０２の表面は、第１ダイ５００の底面となっている。層間絶縁膜１０２の表面は、第１ダイ５００の上面となっており、入出射面Ｓ５となっている。
【0071】
Ｓｉ層１０１には、光導波路ＷＧ１，ＷＧ２，ＷＧ３が設けられる。光導波路ＷＧ１は、例えば、後述の凹部５１０の内面（側面）から、モデュレータ１１０、スプリッタ１２０およびサーキュレータ１３０を介してアンテナ１４０まで延在する。光導波路ＷＧ２は、スプリッタ１２０において光導波路ＷＧ１から分岐した光導波路であり、カプラ１５０の一方の入力端（光導波路１５１）に連結される。光導波路ＷＧ３は、サーキュレータ１３０において光導波路ＷＧ１から分岐した光導波路であり、カプラ１５０の他方の入力端（光導波路１５２）に連結される。
【0072】
レンズ２２０は、第１ダイ５００の表面のうち、Ｓｉアンテナ１４１と対向する領域（入出射面Ｓ５）に貼り合わされる。入出射面Ｓ５から送信信号Ｓｔｘ１が出射され、入出射面Ｓ５には戻り信号Ｓｒｘが入射する。入出射面Ｓ５には、レンズ２２０が貼り合わされており、送信信号Ｓｔｘはアンテナ１４０からレンズ２２０および入出射面Ｓ５を介して外部に出射され、戻り信号Ｓｒｘは外部からレンズ２２０および入出射面Ｓ５を介してアンテナ１４０に入射する。
【0073】
ＰＩＣ基板５００Ａは、レーザチップ６００を収容する凹部５１０を有する。凹部５１０の内面（側面）には、光導波路ＷＧ１（Ｓｉ層１０１）が露出する。凹部５１０の内面（側面）には、レーザチップ６００からの光の反射を防止する反射防止膜などの絶縁膜が設けられてもよい。
【0074】
第１ダイ５００は、レーザチップ６００と第３ダイ３００（信号処理回路）とを電気的に接続する配線を有する。第１ダイ５００は、例えば、図２６～図２９に示したように、上記配線として、レーザチップ６００の電極６１０に接する配線７１０と、レーザチップ６００の電極６２０に接する配線７２０とを有する。配線７１０，７２０は、本開示の一実施の形態にかかる「第１配線」の一具体例に相当する。配線７１０，７２０において、一方の配線がレーザチップ６００のカソードの配線であり、他方の配線がレーザチップ６００のアノードの配線である。以下では、配線７１０がレーザチップ６００のカソードの配線であり、配線７２０がレーザチップ６００のアノードの配線であるものとする。なお、レーザチップ６００の構造に応じて、配線７１０がレーザチップ６００のアノードの配線となってもよいし、配線７２０がレーザチップ６００のカソードの配線となってもよい。
【0075】
配線７１０は、例えば、図２６～図２８に示したように、半田７１１、ビア７１２および配線層７１３を有する。配線７２０は、例えば、図２６，図２７，図２９に示したように、半田７２１、ビア７２２および配線層７２３を有する。配線７１０および配線７２０は、例えばＣｕで構成される。レーザチップ６００は、配線７１０，７２０を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続される。
【0076】
半田７１１は、電極６１０と配線層７１３とに接する。半田７１１は、配線層７１３のうち、凹部５１０の底面と対向する箇所の表面上に設けられる。ビア７１２は、配線層７１３と層間絶縁膜３０２内の配線層とに接する。ビア７１２は、第１ダイ５００および第３ダイ３００内に設けられ、ＢＯＸ層１０３から層間絶縁膜３０２に渡って延在する。ビア７１２は、例えば、ＢＯＸ層１０３から層間絶縁膜３０２に渡って設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。配線層７１３は、半田７１１とビア７１２とに接する。配線層７１３は、メタル（例えば、Ｃｕ）で構成され、凹部５１０の底面、側面および第１ダイ５００の表面に渡って配置される。
【0077】
半田７２１は、電極６２０と配線層７２３とに接する。半田７２１は、配線層７２３のうち、凹部５１０の底面と対向する箇所の表面上に設けられる。ビア７２２は、配線層７２３とＳｉ基板３０１とに接する。ビア７２２は、第１ダイ５００および第３ダイ３００内に設けられ、ＢＯＸ層１０３から層間絶縁膜３０２に渡って延在する。ビア７２２は、例えば、ＢＯＸ層１０３から層間絶縁膜３０２に渡って設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。配線層７２３は、半田７１１とビア７１２とに接する。配線層７２３は、メタル（例えば、Ｃｕ）で構成され、凹部５１０の底面、側面および第１ダイ５００の表面に渡って配置される。
【0078】
半田７１１の代わりに、金バンプが用いられてもよい。また、半田７２１の代わりに、金バンプが用いられてもよい。
【0079】
第１ダイ５００は、さらに、例えば、ディテクタ１６０と第３ダイ３００（信号処理回路）とを電気的に接続する配線４３０を有する。配線４３０は、例えば、図２６、図２８に示したように、ビア４３１、ビア４３２および配線層４３３を有する。配線４３０は、例えばＣｕ（銅）によって構成される。第１ダイ１００（ディテクタ１６０）は、配線４３０を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続される。
【0080】
ビア４３１は、層間絶縁膜３０２内の配線層（例えば、Ｃｕ）と配線層４３３とに接する。ビア４３１は、ＢＯＸ層１０３から層間絶縁膜３０２に渡って延在する。ビア４３１は、例えば、ＢＯＸ層１０３から層間絶縁膜３０２に渡って設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。ビア４３２は、ディテクタ１６０に電気的に接続された、層間絶縁膜１０２内の配線層（例えば、Ｃｕ）と配線層４３３とに接する。ビア４３２は、ＢＯＸ層１０３から層間絶縁膜１０２に渡って延在する。ビア４３２は、例えば、ＢＯＸ層１０３から層間絶縁膜１０２に渡って設けられたビアホールを埋め込むメタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。配線層４３３は、ＢＯＸ層１０３の表面に配置され、ビア４３１とビア４３２とに接する。配線層４３３は、メタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。
【0081】
[効果]
次に、測距装置２０００の効果について説明する。
次に、測距装置２０００の効果について説明する。
【0082】
本実施の形態では、レーザチップ６００が、配線７１０，７２０を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続される。さらに、第１ダイ５００（ディテクタ１６０）が、配線４３０を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続される。これにより、レーザチップ６００で発生した熱や、ディテクタ１６０で発生した熱を、配線７１０，７２０，４３０を介してＳｉ基板３０１に排出することができる。その結果、レーザチップ６００やディテクタ１６０の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0083】
本実施の形態では、配線７１０，７２０，７３０の一部がビア４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２によって構成される。これにより、パターニングで形成した配線層と比べて、配線７１０，７２０，７３０の断面積を大きくすることができるので、レーザチップ６００で発生した熱や、ディテクタ１６０で発生した熱を効率良くＳｉ基板３０１に排出することができる。その結果、レーザチップ６００やディテクタ１６０の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0084】
本実施の形態では、ＰＩＣ基板５００Ａにおいて、光導波路ＷＧ１、スプリッタ１２０、光導波路ＷＧ２，ＷＧ３、カプラ１５０およびＧｅＰＤ１６１，１６２が共通のＳｉ層１０１に形成される。また、第３ダイ３００（信号処理基板）に、コントローラ３１０、ＤＡＣ３２０、ＡＤＣ３３０およびＦＦＴ３４０が形成される。さらに、ＰＩＣ基板５００Ａが第３ダイ３００上に積層されており、配線７１０，７２０，７３０を介して第３ダイ３００と電気的に接続される。これにより、光ファイバを介して複数のＲＦ部品を結合したモジュールと比べて、小型化が可能である。小型化により、ＧｅＰＤ１６１，１６２以降の電気信号の経路が短縮され、電気信号に対する外部ノイズの混入を低減することができる。
【0085】
本実施の形態では、レーザチップ６００を収容する凹部５１０がＰＩＣ基板５００Ａに設けられ、レーザチップ６００から出射されたレーザ光Ｌが凹部５１０内面（側面）に露出する光導波路ＷＧ１（Ｓｉ層１０１）の端部から導入される。これにより、光ファイバを介して複数のＲＦ部品を結合したモジュールと比べて、小型化が可能である。小型化により、レーザ光Ｌの伝搬経路が短縮され、レーザ光Ｌの損失を低減することができる。
【0086】
＜４．第２の実施の形態の変形例＞
次に、第２の実施の形態に係る測距装置２０００の変形例について説明する。
次に、第２の実施の形態に係る測距装置２０００の変形例について説明する。
【0087】
[変形例４－１]
図３０は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。図３０には、図２９に記載の断面構成の一変形例が表される。上記第２の実施の形態において、ビア７２２は、例えば、図３０に示したように、配線層７２３と層間絶縁膜３０２内の配線層とに接していてもよい。このようにした場合であっても、レーザチップ６００から発せられた熱を、ビア７２２を含む配線４２０を介してＳｉ基板３０１に排出することができる。その結果、レーザチップ６００の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
図３０は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。図３０には、図２９に記載の断面構成の一変形例が表される。上記第２の実施の形態において、ビア７２２は、例えば、図３０に示したように、配線層７２３と層間絶縁膜３０２内の配線層とに接していてもよい。このようにした場合であっても、レーザチップ６００から発せられた熱を、ビア７２２を含む配線４２０を介してＳｉ基板３０１に排出することができる。その結果、レーザチップ６００の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0088】
[変形例４－２]
図３１、図３２は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。図３１、図３２には、図２８に記載の断面構成の一変形例が表される。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図３１、図３２に示したように、凹部５１０の底面に溝部５２０が設けられてもよい。溝部５２０は、例えば、図３１に示したように、ＰＩＣ基板５００Ａを貫通する深さを有してもよい。溝部５２０は、例えば、図３２に示したように、ＰＩＣ基板５００Ａだけでなく、層間絶縁膜３０２も貫通する深さを有してもよい。
図３１、図３２は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。図３１、図３２には、図２８に記載の断面構成の一変形例が表される。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図３１、図３２に示したように、凹部５１０の底面に溝部５２０が設けられてもよい。溝部５２０は、例えば、図３１に示したように、ＰＩＣ基板５００Ａを貫通する深さを有してもよい。溝部５２０は、例えば、図３２に示したように、ＰＩＣ基板５００Ａだけでなく、層間絶縁膜３０２も貫通する深さを有してもよい。
【0089】
溝部５２０は、平面視において、凹部５１０の底面のうち、少なくとも光導波路ＷＧ１とレーザチップ６００との間の領域に設けられる。溝部５２０は、例えば、図３３に示したように、平面視において、凹部５１０の底面のうち、光導波路ＷＧ１とレーザチップ６００との間の領域を横断する長さを有してもよい。また、溝部５２０は、例えば、図３４、図３５に示したように、平面視において、レーザチップ６００のうち、光出射面を含む３つの側面を囲むように設けられてもよい。このとき、複数の溝部５２０が、例えば、図３４に示したように、レーザチップ６００の側面ごとに１つずつ設けられてもよい。また、１つの溝部５２０が、例えば、図３５に示したように、レーザチップ６００のうち、光出射面を含む３つの側面を囲むＵ字形状となっていてもよい。
【0090】
このように、本変形例では、平面視において、凹部５１０の底面のうち、少なくとも光導波路ＷＧ１とレーザチップ６００との間の領域に溝部５２０が設けられる。これにより、レーザチップ６００で発生した熱が、溝部５２０によって光導波路ＷＧ１に伝搬し難くなる。その結果、レーザチップ６００の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。つまり、本変形例では、溝部５２０は、レーザチップ６００で発生した熱が導波路ＷＧ１に伝播するのを阻害する役割を有する。
【0091】
本変形例において、例えば、図３６、図３７に示したように、凹部５１０および溝部５２０が樹脂部材５３０によって埋め込まれてもよい。樹脂部材５３０は、レーザ光を透過することの可能な樹脂材料（透明な樹脂材料）によって構成され、例えば、エポキシ、アクリル、または、アクリレート等によって構成される。このように、凹部５１０および溝部５２０を樹脂部材５３０によって埋め込むことにより、レーザチップ６００が脱落したり、レーザチップ６００の位置ずれが生じたりするのを抑制することができる。その結果、レーザチップ６００と光導波路ＷＧ１との光結合性の低下に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0092】
[変形例４－３]
図３８、図３９は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。図３８には、図２８に記載の断面構成の一変形例が表される。図３９には、図２９に記載の断面構成の一変形例が表される。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図３８に示したように、凹部５１０の底面にビアホール５４０が設けられてもよい。ビアホール５４０は、例えば、図３８に示したように、ＰＩＣ基板５００Ａを貫通し、層間絶縁膜３０２内の配線層に達する深さを有してもよい。このとき、ビアホール５４０の底面には、層間絶縁膜３０２内の配線層が露出する。さらに、上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図３９に示したように、凹部５１０の底面にビアホール５５０が設けられてもよい。ビアホール５５０は、例えば、図３９に示したように、ＰＩＣ基板５００Ａおよび層間絶縁膜３０２を貫通しＳｉ基板３０１に達する深さを有してもよい。このとき、ビアホール５５０の底面には、Ｓｉ基板３０１が露出する。
図３８、図３９は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。図３８には、図２８に記載の断面構成の一変形例が表される。図３９には、図２９に記載の断面構成の一変形例が表される。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図３８に示したように、凹部５１０の底面にビアホール５４０が設けられてもよい。ビアホール５４０は、例えば、図３８に示したように、ＰＩＣ基板５００Ａを貫通し、層間絶縁膜３０２内の配線層に達する深さを有してもよい。このとき、ビアホール５４０の底面には、層間絶縁膜３０２内の配線層が露出する。さらに、上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図３９に示したように、凹部５１０の底面にビアホール５５０が設けられてもよい。ビアホール５５０は、例えば、図３９に示したように、ＰＩＣ基板５００Ａおよび層間絶縁膜３０２を貫通しＳｉ基板３０１に達する深さを有してもよい。このとき、ビアホール５５０の底面には、Ｓｉ基板３０１が露出する。
【0093】
本変形例では、レーザチップ６００の電極６１０に接する配線７１０が、凹部５１０の底面からビアホール５４０の側面および底面に沿って延在する。配線７１０は、ビアホール５４０を介して層間絶縁膜３０２内の配線層に接する。なお、配線７１０のうち、ビアホール５４０の側面および底面に沿って延在する部分は、ビアに相当する。
【0094】
本変形例では、さらに、レーザチップ６００の電極６２０に接する配線７２０が、凹部５１０の底面からビアホール５５０の側面および底面に沿って延在する。配線７２０は、ビアホール５５０を介してＳｉ基板３０１に接する。なお、配線７２０のうち、ビアホール５５０の側面および底面に沿って延在する部分は、ビアに相当する。
【0095】
このように、本変形例では、配線７１０がビアホール５４０を介して層間絶縁膜３０２内の配線層に接するとともに、配線７２０がビアホール５５０を介してＳｉ基板３０１に接する。これにより、配線７１０，７２０は、レーザチップ６００とコントローラ３１０とを電気的に接続するだけでなく、レーザチップ６００から発せられた熱を、配線７１０，７２０を介してＳｉ基板３０１に排出することができる。その結果、レーザチップ６００の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0096】
[変形例４－４]
図４０、図４１は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。図４０には、図２８に記載の断面構成の一変形例が表される。図４１には、図２９に記載の断面構成の一変形例が表される。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図４０，図４１に示したように、第１ダイ５００および第３ダイ３００が、第１ダイ５００（ＰＩＣ基板５００Ａ）に設けたパッド電極５６１，５６２，５６３と、第３ダイ３００（層間絶縁膜３０２）に設けたパッド電極３０３，３０４，３０５とが互いに接合するように貼り合わされてもよい。
図４０、図４１は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。図４０には、図２８に記載の断面構成の一変形例が表される。図４１には、図２９に記載の断面構成の一変形例が表される。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図４０，図４１に示したように、第１ダイ５００および第３ダイ３００が、第１ダイ５００（ＰＩＣ基板５００Ａ）に設けたパッド電極５６１，５６２，５６３と、第３ダイ３００（層間絶縁膜３０２）に設けたパッド電極３０３，３０４，３０５とが互いに接合するように貼り合わされてもよい。
【0097】
パッド電極５６１は、配線７１０の一部を構成し、配線層７１３と電気的に接続される。配線層７１３は、レーザチップ６００とパッド電極５６１とを電気的に接続する。パッド電極５６２は、例えば、ＧｅＰＤ１６１と電気的に接続される。パッド電極５６３は、配線７２０の一部を構成し、配線７２３と電気的に接続される。配線層７２３は、レーザチップ６００とパッド電極５６３とを電気的に接続する。パッド電極３０３，３０４，３０５，５６１，５６２，５６３は、メタル（例えば、銅パッド）によって構成される。配線７１０，７２０は、レーザチップ６００と第３ダイ３００（層間絶縁膜３０２）とを電気的に接続する。配線７１０，７２０は、本開示の第１の実施の形態にかかる「第２配線」の一具体例に相当する。
【0098】
配線層７１３，７２３は、例えば、図４０、図４１に示したように、凹部５１０の底面に形成された開口を介して、パッド電極５６１，５６３と電気的に接続されてもよい。配線層７１３，７２３の一部が、パッド電極３０３，３０４，３０５，５６１，５６２，５６３とは異なるメタル材料によって構成されてもよい。配線層７１３，７２３の一部が、例えば、パッド電極３０３，３０４，３０５，５６１，５６２，５６３と比べて放熱性の高い材料（例えば、Ａｌ（アルミニウム））によって構成されてもよい。
【0099】
このように、本変形例では、第１ダイ５００および第３ダイ３００が、パッド電極５６１，５６２，５６３とパッド電極３０３，３０４，３０５とが互いに接触するように貼り合わされる。このようにした場合であっても、レーザチップ６００で発生した熱や、ディテクタ１６０で発生した熱が、配線７１０，７２０，パッド電極５６２，３０４を介してＳｉ基板３０１に排出することができる。その結果、レーザチップ６００やディテクタ１６０の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0100】
本変形例において、例えば、図４２、図４３、図４４に示したように、凹部５１０の底面に溝部５２０が設けられてもよい。溝部５２０は、例えば、ＰＩＣ基板５００Ａを貫通する深さを有してもよいし、ＰＩＣ基板５００Ａだけでなく、層間絶縁膜３０２も貫通する深さを有してもよい。
【0101】
溝部５２０は、平面視において、凹部５１０の底面のうち、少なくとも光導波路ＷＧ１とレーザチップ６００との間の領域に設けられる。溝部５２０は、例えば、図４２に示したように、平面視において、凹部５１０の底面のうち、光導波路ＷＧ１とレーザチップ６００との間の領域を横断する長さを有してもよい。また、溝部５２０は、例えば、図４３、図４４に示したように、平面視において、レーザチップ６００のうち、光出射面を含む４つの側面を囲むように設けられてもよい。このとき、複数の溝部５２０が、例えば、図４３に示したように、レーザチップ６００の側面ごとに１つずつ設けられてもよい。また、１つの溝部５２０が、例えば、図４４に示したように、レーザチップ６００を囲む環形状となっていてもよい。
【0102】
このように、本変形例において、平面視において、凹部５１０の底面のうち、少なくとも光導波路ＷＧ１とレーザチップ６００との間の領域に溝部５２０を設けた場合には、レーザチップ６００で発生した熱が、溝部５２０によって光導波路ＷＧ１に伝搬し難くなる。その結果、レーザチップ６００の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0103】
本変形例において、凹部５１０および溝部５２０が樹脂部材５３０によって埋め込まれてもよい。このように、凹部５１０および溝部５２０を樹脂部材５３０によって埋め込むことにより、レーザチップ６００が脱落したり、レーザチップ６００の位置ずれが生じたりするのを抑制することができる。その結果、レーザチップ６００と光導波路ＷＧ１との光結合性の変化に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0104】
[変形例４－５]
図４５、図４６は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。図４５には、図２８に記載の断面構成の一変形例が表される。図４６には、図２９に記載の断面構成の一変形例が表される。上記第２の実施の形態およびその変形例において、第１ダイ５００が第３ダイ３００上に積層されず、第１ダイ５００および第３ダイ３００のそれぞれが、別個に配置されてもよい。このとき、配線７１０は、例えば、図４５に示したように、ボンディングワイヤ５７１を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続されてもよい。ボンディングワイヤ５７１は、例えば、配線層７１３の表面に接する。配線４３０は、例えば、図４５に示したように、ボンディングワイヤ５７２を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続されてもよい。ボンディングワイヤ５７２は、例えば、配線層４３３の表面に接する。ボンディングワイヤ５７１，５７２は、例えば、Ａｕ（金）で形成される。
図４５、図４６は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。図４５には、図２８に記載の断面構成の一変形例が表される。図４６には、図２９に記載の断面構成の一変形例が表される。上記第２の実施の形態およびその変形例において、第１ダイ５００が第３ダイ３００上に積層されず、第１ダイ５００および第３ダイ３００のそれぞれが、別個に配置されてもよい。このとき、配線７１０は、例えば、図４５に示したように、ボンディングワイヤ５７１を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続されてもよい。ボンディングワイヤ５７１は、例えば、配線層７１３の表面に接する。配線４３０は、例えば、図４５に示したように、ボンディングワイヤ５７２を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続されてもよい。ボンディングワイヤ５７２は、例えば、配線層４３３の表面に接する。ボンディングワイヤ５７１，５７２は、例えば、Ａｕ（金）で形成される。
【0105】
本変形例では、ＰＩＣ基板５００Ａは、例えば、図４５、図４６に示したように、支持基板５８０上に積層される。このとき、ＰＩＣ基板５００Ａの、層間絶縁膜１０２側の表面が入出射面Ｓ５となっている。また、配線７２０において、ビア７２２が支持基板５８０に接する。なお、配線７２０において、ビア７２２が省略され、ボンディングワイヤ５７２を介して第３ダイ３００（信号処理回路）と電気的に接続されてもよい。
【0106】
本変形例では、第１ダイ５００および第３ダイ００のそれぞれが、別個に配置される。このようにした場合には、レーザチップ６００で発生した熱や、ディテクタ１６０で発生した熱を、配線７１０，７２０，４３０およびボンディングワイヤ５７１，５７２を介して外部に排出することができる。その結果、レーザチップ６００やディテクタ１６０の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0107】
本変形例において、配線７２０は、例えば、図４７に示したように、凹部５１０の底面の開口内に形成された接続配線７２４を介して支持基板５８０に接してもよい。このようにした場合には、レーザチップ６００で発生した熱を、接続配線７２４を介して支持基板５８０に効率良く排出することができる。その結果、レーザチップ６００の発熱に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0108】
[変形例４－６]
図４８は、変形例に係る測距装置２０００におけるレーザチップ６００および凹部５１０の平面構成例を表したものである。図４９は、変形例に係る測距装置２０００におけるレーザチップ６００および凹部５１０の断面構成例を表したものである。上記第２の実施の形態およびその変形例において、凹部５１０の内面（側面）のうち、レーザチップ６００の光（レーザ光Ｌ）が入射する面（側面５１０ａ）が、例えば、図４８に示したように、平面視においてレーザチップ６００の光出射面に対して正対せず、斜めに対向するように設けられてもよい。側面５１０ａは、凹部５１０の内面（側面）のうち、レーザチップ６００の光出射面に隣接する面である。また、上記第２の実施の形態およびその変形例において、凹部５１０の内面（側面）のうち、レーザチップ６００の光出射面に隣接する面（側面５１０ａ）が、例えば、図４９に示したように、垂直断面視においてレーザチップ６００の光出射面に対して正対せず、斜めに対向するように設けられてもよい。
図４８は、変形例に係る測距装置２０００におけるレーザチップ６００および凹部５１０の平面構成例を表したものである。図４９は、変形例に係る測距装置２０００におけるレーザチップ６００および凹部５１０の断面構成例を表したものである。上記第２の実施の形態およびその変形例において、凹部５１０の内面（側面）のうち、レーザチップ６００の光（レーザ光Ｌ）が入射する面（側面５１０ａ）が、例えば、図４８に示したように、平面視においてレーザチップ６００の光出射面に対して正対せず、斜めに対向するように設けられてもよい。側面５１０ａは、凹部５１０の内面（側面）のうち、レーザチップ６００の光出射面に隣接する面である。また、上記第２の実施の形態およびその変形例において、凹部５１０の内面（側面）のうち、レーザチップ６００の光出射面に隣接する面（側面５１０ａ）が、例えば、図４９に示したように、垂直断面視においてレーザチップ６００の光出射面に対して正対せず、斜めに対向するように設けられてもよい。
【0109】
また、上記第２の実施の形態およびその変形例において、レーザチップ６００からの光の反射を防止する反射防止膜などの絶縁膜５９０が側面５１０ａを覆ってもよい。活性層６０１のうち、レーザ発振が生じる導波路６０２と、光導波路ＷＧ１とは、例えば、図４８、図４９に示したように、同一直線上に配置されてもよい。これにより、レーザチップ６００から発せられたレーザ光Ｌの、側面５１０ａでの反射光が戻り光となって活性層６０１に直接入射するのを防止することができる。その結果、戻り光に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0110】
本変形例において、導波路６０２および光導波路ＷＧ１が、例えば、図５０に示したように、側面５１０ａの法線と平行な線分上に配置されてもよい。このようにした場合であっても、レーザチップ６００から発せられたレーザ光Ｌの、側面５１０ａでの反射光が戻り光となって活性層６０１に直接入射するのを防止することができる。その結果、戻り光に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0111】
[変形例４－７]
図５１は、変形例に係る測距装置２０００におけるレーザチップ６００および凹部５１０の断面構成例を表したものである。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図５１に示したように、凹部５１０の底面に、レーザチップ６００の位置を規制する凹部５９１が設けられてもよい。凹部５９１は、レーザチップ６００に設けられた１または複数の凸部６３０の位置を規制することの可能な構造となっており、例えば、三角溝、もしくはすり鉢状の溝となっている。このように、凹部５１０の底面に凹部５９１を設けることにより、レーザチップ６００の位置を規制することができる。その結果、レーザチップ６００を所望の位置に精度よく配置することができるので、レーザチップ６００と光導波路ＷＧ１との光結合性の低下に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
図５１は、変形例に係る測距装置２０００におけるレーザチップ６００および凹部５１０の断面構成例を表したものである。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図５１に示したように、凹部５１０の底面に、レーザチップ６００の位置を規制する凹部５９１が設けられてもよい。凹部５９１は、レーザチップ６００に設けられた１または複数の凸部６３０の位置を規制することの可能な構造となっており、例えば、三角溝、もしくはすり鉢状の溝となっている。このように、凹部５１０の底面に凹部５９１を設けることにより、レーザチップ６００の位置を規制することができる。その結果、レーザチップ６００を所望の位置に精度よく配置することができるので、レーザチップ６００と光導波路ＷＧ１との光結合性の低下に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0112】
図５２は、変形例に係る測距装置２０００におけるレーザチップ６００および凹部５１０の平面構成例を表したものである。図５３は、図５２のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図５４（Ａ）は、図５２において、レーザチップ６００を取り除いたときの凹部５１０の平面構成例を表したものである。図５４（Ｂ）は、レーザチップ６００の裏面の平面構成例を表したものである。
【0113】
本変形例において、例えば、図５２、図５３、図５４に示したように、凹部５１０の底面に、レーザチップ６００の位置を規制する複数の凹部５９２が設けられてもよい。凹部５９２は、例えば、レーザチップ６００の四隅の１つと対向する箇所に設けられ、例えば、平面視でＬ字形状となっている。なお、図５２、図５４には、凹部５１０の底面に、２つの凹部５９２が設けられる場合が例示される。
【0114】
本変形例において、さらに、例えば、図５２、図５３、図５４に示したように、凹部５９２に隣接する位置にレーザチップ６００の高さを規制する凸部５９３が設けられてもよい。凸部５９３は、例えば、凹部５９２の側壁を兼ねており、例えば、平面視でＷ字形状となっている。なお、図５２、図５４には、凹部５１０の底面に、２つの凸部５９３が設けられる場合が例示される。
【0115】
本変形例において、凹部５１０の底面に２つの凹部５９２を設けることにより、平面視においてレーザチップ６００の回転方向の位置を規制することができる。また、本変形例において、凹部５９２の側壁を兼ねる凸部５９３を設けることにより、位置にレーザチップ６００の高さを規制することができる。その結果、レーザチップ６００を所望の位置に精度よく配置することができるので、レーザチップ６００と光導波路ＷＧ１との光結合性の低下に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0116】
[変形例４－８]
図５５は、変形例に係る測距装置２０００におけるレーザチップ６００および凹部５１０の断面構成例を表したものである。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図５５に示したように、凹部５１０の底面に、レーザチップ６００の高さを規制する１または複数の凸部５９４が設けられてもよい。複数の凸部５９４は、例えば、配線層７１３，７２３に隣接する箇所に配置される。その結果、レーザチップ６００を所望の位置に精度よく配置することができるので、レーザチップ６００と光導波路ＷＧ１との光結合性の低下に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
図５５は、変形例に係る測距装置２０００におけるレーザチップ６００および凹部５１０の断面構成例を表したものである。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図５５に示したように、凹部５１０の底面に、レーザチップ６００の高さを規制する１または複数の凸部５９４が設けられてもよい。複数の凸部５９４は、例えば、配線層７１３，７２３に隣接する箇所に配置される。その結果、レーザチップ６００を所望の位置に精度よく配置することができるので、レーザチップ６００と光導波路ＷＧ１との光結合性の低下に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0117】
[変形例４－９]
図５６は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図５６に示したように、ＰＩＣ基板５００Ａは、光導波路ＷＧ１とは別に光導波路ＷＧａを有してもよい。
図５６は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。上記第２の実施の形態およびその変形例において、例えば、図５６に示したように、ＰＩＣ基板５００Ａは、光導波路ＷＧ１とは別に光導波路ＷＧａを有してもよい。
【0118】
ＰＩＣ基板５００Ａにおいて、光導波路ＷＧａは、例えば、光導波路ＷＧ１を含む層とは異なる層（例えばＢＯＸ層１０３）内に設けられる。光導波路ＷＧａは、屈折率がＳｉＯ２の屈折率（１．４４）以上、Ｓｉの屈折率（３．４５）以下の材料で構成された層１０１ａ内に形成される。光導波路ＷＧａは、例えば、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ２、ＺｎＯ、ＴｅＯ２、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの、屈折率が２．０以上、Ｓｉの屈折率（３．４５）以下の材料で構成された層１０１ａ内に形成されてもよい。光導波路ＷＧａがこのような材料で構成された層１０１ａ内に形成されることにより、欠陥の少ない良質の光導波路ＷＧａを得ることができる。
【0119】
光導波路ＷＧａには、レーザチップ６００から出射されたレーザ光Ｌが入射する。光導波路ＷＧａのうち、光導波路ＷＧ１の回折格子５０２と対向する箇所（回折格子５０２の直上に対応する部分）に回折格子５０１が設けられる。回折格子５０１は、例えば、複数の溝もしくは貫通孔が数百ｎｍピッチで層１０１ａに一列に並んで配置された素子である。回折格子５０１は、光導波路ＷＧａを伝播してきたレーザ光Ｌを回折格子５０２に向かって出射する。回折格子５０２は、例えば、複数の溝もしくは貫通孔が数百ｎｍピッチで光導波路ＷＧ１に一列に並んで配置された素子である。回折格子５０２は、光導波路ＷＧａから出射されたレーザ光Ｌを光導波路ＷＧ１内に導く。光導波路ＷＧ１を伝搬するレーザ光Ｌがモデュレータ１１０に入力される。
【0120】
ＰＩＣ基板５００Ａにおいて、回折格子５０２を間にして回折格子５０１と対向する箇所（つまり回折格子５０１の直下）に、反射層５０３が設けられてもよい。反射層５０３は、回折格子５０１から出射されたレーザ光Ｌのうち、回折格子５０２に導入されずに回折格子５０２を透過した光を反射して、回折格子５０２に戻す役割を有する。反射層５０３は、例えば、層間絶縁膜１０２内に設けられる。反射層５０３は、メタル（例えば、Ｃｕ）によって構成される。
【0121】
本変形例では、ＰＩＣ基板５００Ａにおいて、光導波路ＷＧ１とは別に光導波路ＷＧａが設けられる。これにより、光導波路ＷＧａの材料として、レーザチップ６００から出射されたレーザ光Ｌを取り込むのに適した材料を選択することができる。これにより、欠陥の少ない良質の光導波路ＷＧａを得ることができるので、光導波路ＷＧ１において直接レーザ光Ｌを取り込む場合と比べて、結晶欠陥に起因する動作の不安定化を抑制することができる。
【0122】
[変形例４－１０]
図５７、図５８は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。上記第２の実施の形態およびその変形例において、凹部５１０の代わりに、レーザチップ６００を収容する切り欠き部５１１がＰＩＣ基板５００Ａに設けられてもよい。このようにした場合であっても、上記第２の実施の形態およびその変形例と同様の効果を得ることができる。
図５７、図５８は、変形例に係る測距装置２０００の断面構成例を表したものである。上記第２の実施の形態およびその変形例において、凹部５１０の代わりに、レーザチップ６００を収容する切り欠き部５１１がＰＩＣ基板５００Ａに設けられてもよい。このようにした場合であっても、上記第２の実施の形態およびその変形例と同様の効果を得ることができる。
【0123】
なお、パッド電極３０３，３０４，３０５、配線４１０、ビア４１１，４１２、配線層４１３配線層、配線４２０、ビア４２１，４２２、配線層４２３、配線４３０、ビア４３１，４３２、配線層４３３、放熱部材４４０、ビア４４１、配線層４４２、電極６１０，６２０、配線７１０、ビア７１２、配線層７１３、配線７２０、ビア７２２、配線層７２３、および接続配線７２４は、上述の材料に限定されるものではなく、例えば、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、もしくはこれらの合金と、バリアメタル（例えば、ＴｉＮ、Ｔｉ、Ｔａ、ＴａＮ）との積層構造となっていてもよい。
【0124】
＜５．適用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【0125】
図５９は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図５９に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
【0126】
各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図５９では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
【0127】
駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）又はＥＳＣ（Electronic Stability Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。
【0128】
駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
【0129】
ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【0130】
バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
【0131】
車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
【0132】
環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
【0133】
ここで、図６０は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【0134】
なお、図６０には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【0135】
車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０～７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
【0136】
図５９に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。
【0137】
また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
【0138】
車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
【0139】
統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
【0140】
記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
【0141】
汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System of Mobile communications）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）若しくはＬＴＥ－Ａ（LTE－Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer To Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine Type Communication）端末）と接続してもよい。
【0142】
専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless Access in Vehicle Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle to Vehicle）通信、路車間（Vehicle to Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle to Home）の通信及び歩車間（Vehicle to Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
【0143】
測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
【0144】
ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
【0145】
車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface、又はＭＨＬ（Mobile High-definition Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
【0146】
車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
【0147】
統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。
【0148】
マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
【0149】
音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図５９の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
【0150】
なお、図５９に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
【0151】
なお、図１～図５８等を用いて説明した測距装置１０００，２０００の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを、いずれかの制御ユニット等に実装することができる。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することもできる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
【0152】
【0153】
また、図１～図５８等を用いて説明した測距装置１０００，２０００の少なくとも一部の構成要素は、図５９に示した統合制御ユニット７６００のためのモジュール（例えば、一つのダイで構成される集積回路モジュール）において実現されてもよい。あるいは、図１～図５８等を用いて説明した測距装置１０００，２０００が、図５９に示した車両制御システム７０００の複数の制御ユニットによって実現されてもよい。
【0154】
また、図１～図５８等を用いて説明した測距装置１０００，２０００の少なくとも一部の構成要素は、図５９に示した統合制御ユニット７６００のためのモジュール（例えば、一つのダイで構成される集積回路モジュール）において実現されてもよい。あるいは、図１～図５８等を用いて説明した測距装置１０００，２０００が、図５９に示した車両制御システム７０００の複数の制御ユニットによって実現されてもよい。
【0155】
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
【0156】
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
光信号を出力する光源を有する半導体基板と、
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板および前記半導体基板がこの順に積層され、
前記半導体基板と前記信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される
測距装置。
（２）
前記光源と前記制御部とを電気的に接続する第１配線を備え、
前記第１配線は、前記ビアとして、前記半導体基板内に設けられた第１ビアと、前記半導体基板、前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板内に設けられた第２ビアとを有する
（１）に記載の測距装置。
（３）
前記光源と電気的に接続された第１の放熱部材を更に備え、
前記第１の放熱部材は、前記半導体基板内に形成された第３ビアと、前記第３ビアに接続され、前記半導体基板の表面に配置された第１配線層とを有する
（１）または（２）に記載の測距装置。
（４）
前記ＰＩＣ基板は、前記光源と対向する箇所に、前記光源から出力された前記光信号を前記モデュレータに導く回折格子を有する
（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の測距装置。
（５）
前記ＰＩＣ基板は、前記光源と対向する箇所に第２の放熱部材を有する
（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の測距装置。
（６）
光信号を出力する光源チップと、
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源チップ、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記ＰＩＣ基板は、前記光源チップを収容する凹部もしくは切り欠き部を有し、
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面には、前記第１の導波路の端部が露出しており、
前記光源チップは、前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面に露出する、前記第１の導波路の端部に前記光信号が入射するように、前記凹部内もしくは前記切り欠き部内に実装され、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板が積層され、
前記光源チップと前記信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される
測距装置。
（７）
前記光源チップと前記制御部とを電気的に接続する第１配線を備え、
前記第１配線は、前記ビアとして、前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板内に設けられた第１ビアを有する
（６）に記載の測距装置。
（８）
前記ＰＩＣ基板は、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面に設けられた溝部を有し、
前記溝部は、平面視において、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面のうち、少なくとも前記第１の導波路と前記光源チップとの間の領域に設けられる
（６）または（７）に記載の測距装置。
（９）
前記信号処理基板は、前記コンバータ、前記信号処理部および前記制御部が形成されたＳｉ基板と、前記Ｓｉ基板上に設けられた層間絶縁膜とを有し、
前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板は、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面に設けられ、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面から前記層間絶縁膜を貫通する深さの溝部を有し、
前記溝部は、平面視において、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面のうち、少なくとも前記第１の導波路と前記光源チップとの間の領域に設けられる
（６）または（７）に記載の測距装置。
（１０）
前記凹部もしくは前記切り欠き部および前記溝部を埋め込む樹脂部材を備えた
（８）に記載の測距装置。
（１１）
前記凹部もしくは前記切り欠き部および前記溝部を埋め込む樹脂部材を備えた
（９）に記載の測距装置。
（１２）
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面のうち、前記光信号が入射する面が、前記光源チップの光出射面に対して正対せず、斜めに対向するように設けられる
（６）ないし（１１）のいずれか１つに記載の測距装置。
（１３）
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面のうち、前記光信号が入射する面を覆う反射防止膜を備えた
（６）ないし（１２）のいずれか１つに記載の測距装置。
（１４）
光信号を出力する光源チップと、
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源チップ、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記ＰＩＣ基板は、前記光源チップを収容する凹部もしくは切り欠き部を有し、
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面には、前記第１の導波路の端部が露出しており、
前記光源チップは、前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面に露出する、前記第１の導波路の端部に前記光信号が入射するように、前記凹部内もしくは前記切り欠き部内に実装され、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板が積層され、
前記光源チップと前記ＰＩＣ基板とは、前記信号処理基板と前記ＰＩＣ基板との間に設けられた銅パッド同士を互いに接合することにより、電気的に接続される
測距装置。
（１５）
前記光源チップと前記制御部とを電気的に接続する第２配線を備え、
前記第２配線は、前記銅パッドと、前記光源チップと前記銅パッドとを電気的に接続する接続配線層とを有する
（１４）に記載の測距装置。
（１）
光信号を出力する光源を有する半導体基板と、
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板および前記半導体基板がこの順に積層され、
前記半導体基板と前記信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される
測距装置。
（２）
前記光源と前記制御部とを電気的に接続する第１配線を備え、
前記第１配線は、前記ビアとして、前記半導体基板内に設けられた第１ビアと、前記半導体基板、前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板内に設けられた第２ビアとを有する
（１）に記載の測距装置。
（３）
前記光源と電気的に接続された第１の放熱部材を更に備え、
前記第１の放熱部材は、前記半導体基板内に形成された第３ビアと、前記第３ビアに接続され、前記半導体基板の表面に配置された第１配線層とを有する
（１）または（２）に記載の測距装置。
（４）
前記ＰＩＣ基板は、前記光源と対向する箇所に、前記光源から出力された前記光信号を前記モデュレータに導く回折格子を有する
（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の測距装置。
（５）
前記ＰＩＣ基板は、前記光源と対向する箇所に第２の放熱部材を有する
（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の測距装置。
（６）
光信号を出力する光源チップと、
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源チップ、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記ＰＩＣ基板は、前記光源チップを収容する凹部もしくは切り欠き部を有し、
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面には、前記第１の導波路の端部が露出しており、
前記光源チップは、前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面に露出する、前記第１の導波路の端部に前記光信号が入射するように、前記凹部内もしくは前記切り欠き部内に実装され、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板が積層され、
前記光源チップと前記信号処理基板とがビアを介して電気的に接続される
測距装置。
（７）
前記光源チップと前記制御部とを電気的に接続する第１配線を備え、
前記第１配線は、前記ビアとして、前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板内に設けられた第１ビアを有する
（６）に記載の測距装置。
（８）
前記ＰＩＣ基板は、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面に設けられた溝部を有し、
前記溝部は、平面視において、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面のうち、少なくとも前記第１の導波路と前記光源チップとの間の領域に設けられる
（６）または（７）に記載の測距装置。
（９）
前記信号処理基板は、前記コンバータ、前記信号処理部および前記制御部が形成されたＳｉ基板と、前記Ｓｉ基板上に設けられた層間絶縁膜とを有し、
前記ＰＩＣ基板および前記信号処理基板は、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面に設けられ、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面から前記層間絶縁膜を貫通する深さの溝部を有し、
前記溝部は、平面視において、前記凹部もしくは前記切り欠き部の底面のうち、少なくとも前記第１の導波路と前記光源チップとの間の領域に設けられる
（６）または（７）に記載の測距装置。
（１０）
前記凹部もしくは前記切り欠き部および前記溝部を埋め込む樹脂部材を備えた
（８）に記載の測距装置。
（１１）
前記凹部もしくは前記切り欠き部および前記溝部を埋め込む樹脂部材を備えた
（９）に記載の測距装置。
（１２）
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面のうち、前記光信号が入射する面が、前記光源チップの光出射面に対して正対せず、斜めに対向するように設けられる
（６）ないし（１１）のいずれか１つに記載の測距装置。
（１３）
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面のうち、前記光信号が入射する面を覆う反射防止膜を備えた
（６）ないし（１２）のいずれか１つに記載の測距装置。
（１４）
光信号を出力する光源チップと、
前記光信号を周波数変調することによりチャープ信号を生成するモデュレータと、前記チャープ信号を伝送する第１の導波路と、前記チャープ信号を送信信号および基準信号に分割するスプリッタと、前記送信信号との関係で位相が遅延した信号に相当する戻り信号を伝送する第２の導波路と、前記基準信号および前記戻り信号に基づいてビート信号を生成する信号生成部とが共通のＳｉ層に形成されたＰＩＣ（Photonic Integration Circuit）基板と、
前記ビート信号をＡＤ変換するコンバータと、前記コンバータによって生成されるデジタルの前記ビート信号を処理する信号処理部と、前記光源チップ、前記モデュレータおよび前記信号生成部を制御する制御部とが形成された信号処理基板と
を備え、
前記ＰＩＣ基板は、前記光源チップを収容する凹部もしくは切り欠き部を有し、
前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面には、前記第１の導波路の端部が露出しており、
前記光源チップは、前記凹部もしくは前記切り欠き部の内面に露出する、前記第１の導波路の端部に前記光信号が入射するように、前記凹部内もしくは前記切り欠き部内に実装され、
前記信号処理基板上に前記ＰＩＣ基板が積層され、
前記光源チップと前記ＰＩＣ基板とは、前記信号処理基板と前記ＰＩＣ基板との間に設けられた銅パッド同士を互いに接合することにより、電気的に接続される
測距装置。
（１５）
前記光源チップと前記制御部とを電気的に接続する第２配線を備え、
前記第２配線は、前記銅パッドと、前記光源チップと前記銅パッドとを電気的に接続する接続配線層とを有する
（１４）に記載の測距装置。
【符号の説明】
【0157】
６１…Ｓｉテラス部、６２…ｐ型Ｓｉ層、６３…島状ｉ型Ｇｅ層、６４…二次元成長ｉ型Ｇｅ層、６５…ｎ型Ｇｅ層、６６…ｎ側電極、６７…ｐ側電極、１００…第１ダイ、１００Ａ…ＰＩＣ基板、１０１…Ｓｉ層、１０１ａ…層、１０２…層間絶縁膜、１０３…ＢＯＸ層、１０４…Ｓｉ基板、１０５…回折格子、１０６…ＳＯＩ基板、１０７…放熱部材、１１０…モデュレータ、１２０…スプリッタ、１３０…サーキュレータ、１４０…アンテナ、１４１…Ｓｉアンテナ、１４２…ヒータ、１４３，１４４，１４５…光スイッチ、１５０…カプラ、１５１，１５２…光導波路、１６０…ディテクタ、１６１，１６２…ＧｅＰＤ、１６３…トランスインピーダンスアンプ、２００…第２ダイ、２０１…半導体基板、２０２…Ｓｉ基板、２１０…レーザ、２１１，２１２…コンタクト層、２２０…レンズ、２３０…レーザ基板、３００…第３ダイ、３０１…Ｓｉ基板、３０２…層間絶縁膜、３０３，３０４，３０５…パッド電極、３１０…コントローラ、３２０…ＤＡＣ、３３０…ＡＤＣ、３４０…ＦＦＴ、４１０…配線、４１１，４１２…ビア、４１３…配線層、４２０…配線、４２１，４２２…ビア、４２３…配線層、４３０…配線、４３１，４３２…ビア、４３３…配線層、４４０…放熱部材、４４１…ビア、４４２…配線層、５００…第１ダイ、５００Ａ…ＰＩＣ基板、５０１，５０２…回折格子、５０３…反射層、５１０…凹部、５１０ａ…側面、５１１…切り欠き部、５２０…溝部、５３０…樹脂部材、５４０，５５０…ビアホール、５６１，５６２，５６３…パッド電極、５７１，５７２…ボンディングワイヤ、５８０…支持基板、５９０…絶縁膜、５９１，５９２…凹部、５９３，５９４…凸部、６００…レーザチップ、６０１…活性層、６０２…導波路、６１０，６２０…電極、６３０…凸部、７１０…配線、７１１…半田、７１２…ビア、７１３…配線層、７２０…配線、７２１…半田、７２２…ビア、７２３…配線層、７２４…接続配線、１０００，２０００…測距装置、Ｈ１～Ｈ６…ビアホール、Ｌ…レーザ光、Ｓ１，Ｓ２…接合面、Ｓ３…入出射面、Ｓ４…接合面、Ｓ５…入出射面、Ｓｂｔ…ビート信号、Ｓｒｘ…戻り信号、Ｓｔｘ，Ｓｔｘ１，Ｓｔｘ２…送信信号、ＴＧ…ターゲット、ＷＧ１，ＷＧ２，ＷＧ３，ＷＧａ…光導波路。
【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16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
