特許 7427888 プリズム、光デバイス、プリズムの製造方法及びパッケージデバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-29

(45)【発行日】2024-02-06

(54)【発明の名称】プリズム、光デバイス、プリズムの製造方法及びパッケージデバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/08 20060101AFI20240130BHJP

   H01L 33/60 20100101ALI20240130BHJP

   H01S 5/022 20210101ALI20240130BHJP

   G02B 7/00 20210101ALI20240130BHJP

   G02B 7/182 20210101ALI20240130BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20240130BHJP

【ＦＩ】

G02B5/08 Z

H01L33/60

H01S5/022

G02B7/00 F

G02B7/182

H01L23/02 F

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2019165192

(22)【出願日】2019-09-11

(65)【公開番号】P2020126221

(43)【公開日】2020-08-20

【審査請求日】2022-05-24

(31)【優先権主張番号】P 2019015821

(32)【優先日】2019-01-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】弁理士法人大阪フロント特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山口 義正

【審査官】池田 博一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０１４９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０５３０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０４５５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１３３３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３９６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２８４６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０３５２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４３６４９１８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５３０４８０５（ＣＮ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２０１４－００９９３９９（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１７０９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／０８

Ｈ０１Ｌ ３３／６０

Ｈ０１Ｓ ５／０２２

Ｇ０２Ｂ ７／００

Ｇ０２Ｂ ７／１８２

Ｈ０１Ｌ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底面及び前記底面に接続されている斜面を有するプリズム本体と、
前記底面に設けられている密着膜と、
を備え、
前記密着膜が、前記プリズム本体側に位置する第１の層部分と、前記第１の層部分上に直接的または間接的に積層された第２の層部分とを有し、
前記第１の層部分がＣｒ層、Ｔｉ層またはＴａ層であり、
前記第２の層部分が複数のＡｕ層及び複数のＳｎ層の双方を有し、
前記密着膜の積層方向において、前記プリズム本体から離れる側を外側としたときに、前記第２の層部分の最外層が前記Ａｕ層であり、
前記Ａｕ層及び前記Ｓｎ層が交互に積層されており、前記Ａｕ層と前記Ｓｎ層との間に、Ａｕ及びＳｎの合金からなるＡｕ－Ｓｎ層が設けられている、プリズム。

【請求項2】

前記第２の層部分が複数の前記Ａｕ層及び複数の前記Ｓｎ層の双方を有し、前記Ａｕ層及び前記Ｓｎ層が交互に積層されており、
前記第２の層部分が応力緩和層を有し、
前記応力緩和層が前記複数のＡｕ層のうちの一層である場合には、前記応力緩和層の厚みが、他の前記Ａｕ層の平均の厚みと異なり、
前記応力緩和層が前記複数のＳｎ層のうちの一層である場合には、前記応力緩和層の厚みが、他の前記Ｓｎ層の平均の厚みと異なる、請求項１に記載のプリズム。

【請求項3】

前記応力緩和層の厚みが、他の前記Ａｕ層または他の前記Ｓｎ層の平均の厚みの１／２以上、５倍以下である、請求項２に記載のプリズム。

【請求項4】

前記応力緩和層の厚みが、他の前記Ａｕ層または他の前記Ｓｎ層の平均の厚みの１／５以上、１／２以下である、請求項２に記載のプリズム。

【請求項5】

前記密着膜の積層方向において、前記プリズム本体から離れる側を外側としたときに、前記第２の層部分の最外層が、前記第２の層部分において最も薄い層である、請求項１に記載のプリズム。

【請求項6】

前記第２の層部分において、外側に位置する層ほど薄い、請求項５に記載のプリズム。

【請求項7】

前記第２の層部分が複数の前記Ａｕ層及び複数の前記Ｓｎ層の双方を有し、
前記複数のＡｕ層の厚みが互いに同一であり、且つ前記複数のＳｎ層の厚みが外側に位置するほど厚い、請求項１に記載のプリズム。

【請求項8】

前記第２の層部分が複数の前記Ａｕ層及び複数の前記Ｓｎ層の双方を有し、
前記複数のＡｕ層の厚みが外側に位置するほど薄く、且つ前記複数のＳｎ層の厚みが互いに同一である、請求項１に記載のプリズム。

【請求項9】

前記第２の層部分における前記Ａｕ層及び前記Ｓｎ層の合計の層数が３層以上、９９層以下である、請求項１～８のいずれか一項に記載のプリズム。

【請求項10】

前記第２の層部分における前記Ａｕ層及び前記Ｓｎ層の合計の層数が１５層以上、３５層以下である、請求項９に記載のプリズム。

【請求項11】

前記密着膜の全体の厚みが１μｍ以上、１０μｍ以下である、請求項１～１０のいずれか一項に記載のプリズム。

【請求項12】

前記第２の層部分が前記Ａｕ層及び前記Ｓｎ層の双方を有し、
前記第２の層部分におけるＡｕの重量の合計をＭ_Ａ、Ｓｎの重量の合計をＭ_Ｓ、Ａｕ及びＳｎの重量の合計に対するＡｕの重量の比率をＭ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）としたときに、比率Ｍ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）が０．６５以上、０．７８以下である、請求項１～１１のいずれか一項に記載のプリズム。

【請求項13】

前記密着膜の積層方向において、前記プリズム本体から離れる側を外側としたときに、前記密着膜の最外層の算術平均粗さＲａが０．２０μｍ以下である、請求項１～１２のいずれか一項に記載のプリズム。

【請求項14】

前記密着膜が、前記第１の層部分と前記第２の層部分との間に積層された中間層部分をさらに有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載のプリズム。

【請求項15】

前記中間層部分がＮｉ層、Ｐｔ層、Ｐｄ層、Ｎｉ－Ｃｒ混合層またはこれらを組み合わせた合金層である、請求項１４に記載のプリズム。

【請求項16】

前記プリズム本体が、上面を有し、
前記上面は、前記底面に対向し、かつ前記斜面に接続されている、請求項１～１５のいずれか一項に記載のプリズム。

【請求項17】

前記プリズム本体の前記斜面に反射膜が設けられている、請求項１～１６のいずれか一項に記載のプリズム。

【請求項18】

前記プリズム本体の前記斜面及び前記上面に反射膜が設けられている、請求項１６に記載のプリズム。

【請求項19】

請求項１～１８のいずれか一項に記載のプリズムと、
前記プリズムに光を出射し、または前記プリズムからの光を受光する光学素子と、
前記プリズム及び前記光学素子を収容するパッケージと、
を備え、
前記パッケージに前記プリズムが前記密着膜により接合されている、光デバイス。

【請求項20】

底面及び前記底面に接続されている斜面を有するプリズム本体の、前記底面に密着膜を設ける工程を備えたプリズムの製造方法であって、
前記密着膜を設ける工程は、前記底面に金属材料からなる第１の層部分を形成する工程と、前記第１の層部分上に直接的または間接的に金属材料からなる第２の層部分を積層する工程とを含み、
前記第１の層部分と前記第２の層部分とは互いに異なる成分の金属材料から構成され、
前記第１の層部分がＣｒ層、Ｔｉ層またはＴａ層であり、
前記第２の層部分が複数のＡｕ層及び複数のＳｎ層の双方を有し、
前記密着膜の積層方向において、前記プリズム本体から離れる側を外側としたときに、前記第２の層部分の最外層が前記Ａｕ層であり、
前記Ａｕ層及び前記Ｓｎ層が交互に積層されており、前記Ａｕ層と前記Ｓｎ層との間に、Ａｕ及びＳｎの合金からなるＡｕ－Ｓｎ層が設けられている、プリズムの製造方法。

【請求項21】

請求項１～１８のいずれか一項に記載のプリズムを準備する工程と、
前記プリズムとの接着面を有するパッケージを準備する工程と、
前記密着膜が前記パッケージの前記接着面に当接するよう、前記プリズムと前記パッケージとを当接させる工程と、
前記密着膜を加熱し、前記プリズムと前記パッケージとを接合させる工程と、
を備える、パッケージデバイスの製造方法。

【請求項22】

前記パッケージの前記接着面には、Ａｕ膜が形成されており、
前記密着膜全体が溶融しない温度で前記加熱を行い、前記プリズムと前記パッケージとを接合させる、請求項２１に記載のパッケージデバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プリズム、光デバイス、プリズムの製造方法及びパッケージデバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ディスプレイ、自動車のヘッドランプやプロジェクタ等の用途において、光源からの光を反射させまたは屈折させるためのプリズムが広く用いられている。このようなプリズムを含む光デバイスの一例が下記の特許文献１に開示されている。特許文献１においては、半導体ディスクからなる実装基板上に、レーザーチップ及びプリズムが配置されている。レーザーチップ及びプリズムは、はんだにより実装基板に接合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－０９１６８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光デバイスにおいては、光路の方向を高い精度で調整することが必要であるため、プリズムの接合配置には高い位置精度が要求される。しかしながら、プリズムに光を出射する光源に高出力なＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等を用いる場合、樹脂からなる接着剤を用いてプリズムを実装基板等に接合配置すると、接着剤が軟化し、プリズムの位置ずれが生じるおそれがある。一方で、特許文献１に記載のようなはんだを用いた実装は、はんだ全体の溶融流動を伴うことから、実装の前後においてプリズムの高さ方向の位置ずれが生じるおそれがある。そのため、特許文献１に記載のようなプリズムでは、実装基板等に接合配置した場合に位置精度を十分に高めることは困難であった。また、組立の作業性やコスト等の観点でも課題がある。

【0005】

本発明は、光デバイスにおける位置精度を効果的に高めることができる、プリズム及び該プリズムを用いた光デバイス並びにプリズムの製造方法及びパッケージデバイスの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のプリズムは、底面及び底面に接続されている斜面を有するプリズム本体と、底面に設けられている密着膜とを備え、密着膜が、プリズム本体側に位置する第１の層部分と、第１の層部分上に直接的または間接的に積層された第２の層部分とを有し、第２の層部分がＡｕ層及びＳｎ層のうち少なくとも一方の層を含むことを特徴とする。

【0007】

第２の層部分において、Ａｕ層及びＳｎ層が交互に積層されていることが好ましい。

【0008】

第２の層部分がＡｕ層及びＳｎ層の双方を有し、Ａｕ層とＳｎ層との間に、Ａｕ及びＳｎの合金からなるＡｕ－Ｓｎ層が設けられていることが好ましい。

【0009】

密着膜の積層方向において、プリズム本体から離れる側を外側としたときに、第２の層部分の最外層がＡｕ層であることが好ましい。

【0010】

第２の層部分が複数のＡｕ層及び複数のＳｎ層の双方を有し、Ａｕ層及びＳｎ層が交互に積層されており、第２の層部分が応力緩和層を有し、応力緩和層が複数のＡｕ層のうちの一層である場合には、応力緩和層の厚みが、他のＡｕ層の平均の厚みと異なり、応力緩和層が複数のＳｎ層のうちの一層である場合には、応力緩和層の厚みが、他のＳｎ層の平均の厚みと異なることが好ましい。この場合、応力緩和層の厚みが、他のＡｕ層または他のＳｎ層の平均の厚みの１／２以上、５倍以下であることがより好ましい。または、応力緩和層の厚みが、他のＡｕ層または他のＳｎ層の平均の厚みの１／５以上、１／２以下であることがより好ましい。

【0011】

密着膜の積層方向において、プリズム本体から離れる側を外側としたときに、第２の層部分の最外層が、第２の層部分において最も薄い層であることが好ましい。この場合、第２の層部分において、外側に位置する層ほど薄いことがより好ましい。

【0012】

第２の層部分が複数のＡｕ層及び複数のＳｎ層の双方を有し、複数のＡｕ層の厚みが互いに同一であり、且つ複数のＳｎ層の厚みが外側に位置するほど厚いことが好ましい。

【0013】

第２の層部分が複数のＡｕ層及び複数のＳｎ層の双方を有し、複数のＡｕ層の厚みが外側に位置するほど薄く、且つ複数のＳｎ層の厚みが互いに同一であることが好ましい。

【0014】

第２の層部分におけるＡｕ層及びＳｎ層の合計の層数が３層以上、９９層以下であることが好ましい。この場合、第２の層部分におけるＡｕ層及びＳｎ層の合計の層数が１５層以上、３５層以下であることがより好ましい。

【0015】

密着膜の全体の厚みが１μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。

【0016】

第２の層部分がＡｕ層及びＳｎ層の双方を有し、第２の層部分におけるＡｕの重量の合計をＭ_Ａ、Ｓｎの重量の合計をＭ_Ｓ、Ａｕ及びＳｎの重量の合計に対するＡｕの重量の比率をＭ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）としたときに、比率Ｍ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）が０．６５以上、０．７８以下であることが好ましく、０．６０以上、０．７５以下であることがより好ましい。

【0017】

本発明の他の局面におけるプリズムは、パッケージに実装されるプリズムであって、底面及び底面に接続されている斜面を有するプリズム本体と、底面に設けられている密着膜とを備え、密着膜が、プリズム本体側に位置する第１の層部分と、第１の層部分上に直接的または間接的に積層された第２の層部分とを有し、第２の層部分がＡｕ及びＳｎの合金からなるＡｕ－Ｓｎ層であり、密着膜の第２の層部分の厚みが２．５μｍ以上、５．９μｍ以下である。

【0018】

密着膜の積層方向において、プリズム本体から離れる側を外側としたときに、密着膜が、密着膜の最外層であり、第２の層部分上に積層されている最外層部分を有し、最外層部分がＡｕ層であることが好ましい。

【0019】

密着膜の積層方向において、プリズム本体から離れる側を外側としたときに、密着膜の最外層の算術平均粗さＲａが０．２０μｍ以下であることが好ましい。

【0020】

第１の層部分がＣｒ層またはＴｉ層またはＴａ膜であることが好ましい。

【0021】

密着膜が、第１の層部分と第２の層部分との間に積層された中間層部分をさらに有することが好ましい。この場合、中間層部分がＮｉ層、Ｐｔ層、Ｐｄ層、Ｎｉ－Ｃｒ混合層またはこれらを組み合わせた合金層であることがより好ましい。

【0022】

プリズム本体が、上面を有し、上面は、底面に対向し、かつ斜面に接続されていることが好ましい。

【0023】

プリズム本体の斜面に反射膜が設けられていることが好ましい。また、プリズム本体の斜面及び上面に反射膜が設けられていることが好ましい。

【0024】

本発明の光デバイスは、上記プリズムと、プリズムに光を出射し、またはプリズムからの光を受光する光学素子と、プリズム及び光学素子を収容するパッケージとを備え、パッケージにプリズムが密着膜により接合されていることを特徴とする。

【0025】

本発明のプリズムの製造方法は、底面及び底面に接続されている斜面を有するプリズム本体の、底面に密着膜を設ける工程を備えたプリズムの製造方法であって、密着膜を設ける工程は、底面に金属材料からなる第１の層部分を形成する工程と、第１の層部分上に直接的または間接的に金属材料からなる第２の層部分を積層する工程とを含み、第１の層部分と第２の層部分とは互いに異なる成分の金属材料から構成され、第２の層部分がＡｕ層及びＳｎ層のうち少なくとも一方の層を含むことを特徴とする。

【0026】

本発明のパッケージデバイスの製造方法は、上記プリズムを準備する工程と、プリズムとの接着面を有するパッケージを準備する工程と、密着膜がパッケージの接着面に当接するよう、プリズムとパッケージとを当接させる工程と、密着膜を加熱し、プリズムとパッケージとを接合させる工程とを備えることを特徴とする。

【0027】

パッケージの接着面には、Ａｕ膜が形成されており、密着膜全体が溶融しない温度で加熱を行い、プリズムとパッケージとを接合させることが好ましい。

【発明の効果】

【0028】

本発明のプリズム、光デバイス、プリズムの製造方法及びパッケージデバイスの製造方法によれば、プリズムの位置精度を効果的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るプリズムの断面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係るプリズムの密着膜付近を示す拡大断面図である。

【図3】本発明の第２の実施形態に係るプリズムの密着膜付近を示す拡大断面図である。

【図4】本発明の第３の実施形態に係るプリズムの密着膜付近を示す拡大断面図である。

【図5】本発明の第４の実施形態に係るプリズムの密着膜付近を示す拡大断面図である。

【図6】本発明の第５の実施形態に係るプリズムの密着膜付近を示す拡大断面図である。

【図7】本発明の第６の実施形態に係るプリズムの断面図である。

【図8】本発明の第６の実施形態の変形例に係るプリズムの断面図である。

【図9】本発明の第７の実施形態に係る光デバイスの断面図である。

【図10】本発明の第８の実施形態に係るプリズムの断面図である。

【図11】本発明の第９の実施形態に係るプリズムの断面図である。

【図12】本発明の第１０の実施形態に係るプリズムの断面図である。

【図13】本発明の第１１の実施形態に係るプリズムの断面図である。

【図14】本発明の第１２の実施形態に係るプリズムの断面図である。

【図15】本発明の第１３の実施形態に係るプリズムの断面図である。

【図16】応力の評価に用いたプリズムの母材の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。

【0031】

（プリズム）
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプリズムの断面図である。図１に示すように、プリズム１はプリズム本体２と、密着膜３と、反射膜４とを備える。プリズム本体２は、略台形の断面形状を有する。プリズム本体２は、底面２ａと、底面２ａに接続されている斜面２ｂと、底面２ａに対向し、かつ斜面２ｂに接続されている上面２ｃとを有する。なお、プリズム本体２の断面形状は略台形には限定されず、略三角形等であってもよい。本実施形態においては、プリズム本体２は適宜のガラス材料からなる。

【0032】

プリズム本体２の底面２ａに密着膜３が設けられている。プリズム本体２の斜面２ｂに反射膜４が設けられている。プリズム１は、密着膜３により、光デバイスやパッケージデバイスにおける実装基板やパッケージ等に接合される。

【0033】

図２は、第１の実施形態に係るプリズムの密着膜付近を示す拡大断面図である。図２に示すように、密着膜３は、複数の金属層の積層体である。具体的には、密着膜３は、最もプリズム本体２側に位置する第１の層部分５と、第１の層部分５上に積層された第２の層部分６とを有する。本実施形態では、第２の層部分６は、第１の層部分５上に直接的に積層されている。なお、第２の層部分６は、第１の層部分５上に、他の層を介して間接的に積層されていてもよい。

【0034】

第１の層部分５はＣｒ層である。もっとも、第１の層部分５は、密着膜３の各層において相対的にプリズム本体２との密着性が高ければよく、Ｃｒ層には限定されない。例えば、第１の層部分５はＴｉ層もしくはＴａ層であってもよい。

【0035】

なお、本発明において各金属層には少量の不純物や添加物が許容される。具体的には、Ｃｒ層は、Ｃｒを９５重量％以上含む金属層である。また、Ｔｉ層は、Ｔｉを９５重量％以上含む金属層である。また、Ｔａ層は、Ｔａを９５重量％以上含む金属層である。Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａはガラスとの密着層として機能するが、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａの含有量が上記範囲であれば本発明の効果を損なわない。

【0036】

第２の層部分６は、本実施形態では、第１の層６ａ、第２の層６ｂ、第３の層６ｃ、第４の層６ｄ及び第５の層６ｅがこの順序で積層された積層体である。ここで、密着膜３の積層方向において、プリズム本体２側を内側とし、プリズム本体２から離れる側を外側とする。第２の層部分６において、第５の層６ｅが最外層である。

【0037】

第１の層６ａはＡｕ層であり、第２の層６ｂはＳｎ層であり、第３の層６ｃはＡｕ層であり、第４の層６ｄはＳｎ層であり、最外層である第５の層６ｅはＡｕ層である。第２の層部分６において、Ａｕ層及びＳｎ層が交互に積層されている。なお、第２の層部分６はＡｕ層及びＳｎ層のうち少なくとも一方の層を含んでいればよく、層数は上記に限定されない。

【0038】

なお、本発明においては、Ａｕ層は、Ａｕを９５重量％以上含む金属層である。また、Ｓｎ層はＳｎを９５重量％以上含む金属層である。ＡｕやＳｎの精製の度合いにより、金属層に不純物の混入は起こり得る。不純物としては、例えばＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ等が代表的であるが、Ａｕ及びＳｎ各々の含有量が上記範囲であれば、本発明の効果を損なわない。

【0039】

反射膜４は、例えば、高屈折率膜及び低屈折率膜が交互に積層された誘電体多層膜からなる。高屈折率膜の材料としては、例えば、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２またはＨｆＯ_２を挙げることができる。低屈折率膜の材料としては、例えば、ＳｉＯ_２またはＭｇＦ_２を挙げることができる。また、反射膜４として金属膜を用いても良い。反射膜４は、プリズム本体２の斜面２ｂの少なくとも一部に設けられていればよく、例えば、斜面２ｂの全面に設けられていてもよい。斜面２ｂに反射膜４が設けられていることにより、光源から出射された光を好適に反射させることができる。なお、プリズム１は必ずしも反射膜４を有していなくともよい。

【0040】

密着膜３及び反射膜４は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法等により、各層を積層することによって形成することができる。

【0041】

本実施形態の特徴は、プリズム本体２の底面２ａに設けられた密着膜３が、第１の層部分５と、Ａｕ層及びＳｎ層のうち少なくとも一方の層を含む第２の層部分６とを有することにある。それによって、光デバイスにおけるプリズム１の位置精度を効果的に高めることができる。この詳細を以下において説明する。

【0042】

本実施形態のプリズム１は、密着膜３全体の溶融流動を伴わずにパッケージ等に接合することができる。具体的には、図９に示すように、まず、パッケージ等にプリズム１を載置する。具体的には、パッケージ等における、プリズム１を接着させる接着面に、プリズム１を載置する。このとき、プリズム１を載置する部分（本実施形態においてはパッケージの内面）にはＡｕ膜等の金属膜が、密着膜３との接合を補助するための補助層として設けられていることが好ましい。次に、プリズム１の密着膜３を、密着膜３全体が溶融しない温度において加熱する。加熱の温度は特に限定されないが、例えば、３００℃以上、３５０℃以下で加熱すればよい。密着膜３の加熱により、Ａｕ層及びＳｎ層において金属を相互拡散させ、密着膜３を合金化させる。このとき、パッケージ内面の金属膜であるＡｕ膜と密着膜３の最外層のＡｕ層とが相互拡散して接着し、密着膜３を構成するＡｕ層及びＳｎ層も相互拡散して合金化する。これにより、密着膜３とパッケージ等の金属膜とを一体化させ、プリズム１をパッケージ等に接合する。このようにして、例えばパッケージデバイス等を好適に製造することができる。あるいは、光デバイスに用いるプリズム１をパッケージ等に搭載することができる。

【0043】

このように、密着膜３全体の溶融を伴わないため、プリズム１の接合の前後において密着膜３の厚みが変化し難く、プリズム本体２の高さ方向の位置ずれが生じ難い。同様に、密着膜３全体の溶融を伴わないため、プリズム１の接合の前後において、プリズム本体２の水平方向の位置ずれも生じ難い。従って、プリズム１の位置精度を効果的に高めることができる。また、パッケージの組立工程において、従来のはんだの塗布工程を省略できるため、すなわち密着膜３を有するプリズム１をパッケージ等に載置するだけで良いため、作業性やコスト効率を向上できる。

【0044】

さらに、樹脂からなる接着剤とは異なり、密着膜３は金属からなる。よって、水分や酸素による劣化や光による劣化が生じ難く、信頼性を高めることができる。加えて、プリズム１とパッケージ等との接合後においてガスが生じないため、反射膜４や後述の光学素子７４に不純物が付着し難く、反射率や透過率の劣化が生じ難い。

【0045】

なお、上記では、パッケージにプリズム１を載置した状態で加熱し、接合する場合を例示したが、プリズム１の密着膜３がパッケージの接着面と当接した状態であれば、接合時のパッケージおよびプリズム１の姿勢や状態は上記に限られない。例えば、プリズム１上にパッケージを載置する態様であってもよいし、当接状態のプリズム１とパッケージとをクランプ装置等で挟持した状態であってもよい。

【0046】

密着膜３においてはＡｕ層及びＳｎ層が交互に積層されていることが好ましい。それによって、実装に際し、Ａｕ層及びＳｎ層においてより確実に金属を相互拡散させることができ、Ａｕ層及びＳｎ層をより確実に合金化させることができる。よって、パッケージ等にプリズム１を実装するに際し、密着膜３による接合力をより確実に高めることができる。

【0047】

密着膜３の全体の厚みは１μｍ以上であることが好ましく、３μｍ以上であることがより好ましい。これによって、接合力をより十分に高めることができる。密着膜３の全体の厚みは１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。この場合には、実装に際し金属が相互拡散する各層を薄くすることができる。それによって、密着膜３の各層において金属が剥離を起こさない程度に相互拡散するために要する時間を短縮することができ、密着膜３の合金化の時間を短縮することができる。従って、生産性をより高めることができる。また、用いる密着膜３が薄いことにより、プリズム本体２の高さ方向の位置ずれが小さくなるため、プリズム１の位置精度をより一層効果的に高めることができる。

【0048】

密着膜３の第２の層部分６におけるＡｕ層及びＳｎ層の合計の層数は３層以上であることが好ましく、１５層以上であることがより好ましい。それによって、第２の層部分６における各層の厚みをより一層薄くすることができる。従って、実装に際し、密着膜３の合金化の時間をより一層短縮することができ、より一層生産性を高めることができる。

【0049】

第２の層部分６におけるＡｕ層及びＳｎ層の合計の層数は、９９層以下であることが好ましい。生産性を考慮すると３９層以下であることがより好ましく、３５層以下であることがさらに好ましい。第２の層部分６の層数が多すぎる場合には、各層が薄くなりすぎるため、各層の形成が困難となるおそれがある。

【0050】

第２の層部分６は、Ａｕ層とＳｎ層との間に積層されており、かつＡｕ及びＳｎの合金からなるＡｕ－Ｓｎ層を有していてもよい。この場合には、実装に際し、密着膜３の合金化の時間をより一層効果的に短縮することができ、生産性をより一層効果的に高めることができる。なお、Ａｕ－Ｓｎ層は、真空蒸着法やスパッタ法を用いて２源蒸着や２源スパッタにより短時間で形成することができる。

【0051】

なお、Ａｕ－Ｓｎ層は、密着膜３の形成に際し、隣接するＡｕ層及びＳｎ層の一部を合金化することにより形成することができる。例えば、スパッタリング法または真空蒸着法等の適宜の条件下において、Ａｕ層とＳｎ層とを積層したときのエネルギーにより、Ａｕ層及びＳｎ層の一部を合金化し、Ａｕ－Ｓｎ層を形成することができる。

【0052】

第２の層部分６における最外層はＡｕ層であることが好ましい。それによって、実装に際しパッケージ等に接する最外層が酸化し難く、接合力をより確実に高めることができる。

【0053】

ここで、密着膜３におけるＡｕの重量の合計をＭ_Ａ、Ｓｎの重量の合計をＭ_Ｓ、Ａｕ及びＳｎの重量の合計に対するＡｕの重量の比率をＭ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）とする。このとき、比率Ｍ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）が０．７８より大きく、０．８２より小さいことが好ましく、０．８であることが特に好ましい。この場合には、Ａｕ及びＳｎの融点（共晶温度）を２８０℃程度とすることができ、低温で密着膜３を合金化することができる。よって、パッケージ等にプリズム１を低温で接合することができる。

【0054】

ここで、上述したように、プリズム１を実装するパッケージ等には、Ａｕ膜等の金属膜が形成されていることが好ましい。パッケージ等のＡｕ膜が形成された部分にプリズム１を接合するときには、当該Ａｕ膜から密着膜３へのＡｕの持ち込みが生じる。そのため、合金化後における密着膜３のＡｕの重量の比率Ｍ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）は、合金化前よりも大きくなる。したがって、このような場合には、密着膜３におけるＡｕの重量の比率Ｍ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）は、０．６０以上、０．７８以下であることが好ましく、０．６８以上、０．７５以下であることがより好ましい。合金化前の密着膜３の比率Ｍ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）を上記範囲内とすることにより、Ａｕ膜及び密着膜３の合金化後の密着膜３の比率Ｍ_Ａ／（Ｍ_Ａ＋Ｍ_Ｓ）を、０．７８より大きく、０．８２より小さい範囲内とすることができる。それによって、Ａｕ及びＳｎの融点（共晶温度）を２８０℃程度とすることができ、低温で密着膜３を合金化することができる。よって、パッケージ等にプリズム１を低温でより確実に接合することができる。

【0055】

本実施形態のように、プリズム本体２は、底面２ａに対向し、かつ斜面２ｂに接続されている上面２ｃを有することが好ましい。この場合には、プリズム１を移動させる際にチャッキングし易いため、プリズム１を容易に実装することができる。なお、プリズム本体２は、必ずしも上面２ｃを有していなくともよく、断面形状が略三角形等であってもよい。

【0056】

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るプリズムの密着膜付近を示す拡大断面図である。図３に示すように、本実施形態のプリズム１１は、密着膜１３の第２の層部分１６において外側に位置する層ほど薄い点で、第１の実施形態と異なる。具体的には、第１の層１６ａの厚みをＴ_ａ、第２の層１６ｂの厚みをＴ_ｂ、第３の層１６ｃの厚みをＴ_ｃ、第４の層１６ｄの厚みをＴ_ｄ、第５の層１６ｅの厚みをＴ_ｅとしたときに、Ｔ_ａ＞Ｔ_ｂ＞Ｔ_ｃ＞Ｔ_ｄ＞Ｔ_ｅである。上記以外の点においては、本実施形態のプリズム１１は第１の実施形態のプリズム１と同様の構成を有する。

【0057】

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、密着膜１３の溶融を伴うことなくプリズム１１をパッケージ等に接合することができる。従って、プリズム１１の位置精度を効果的に高めることができる。

【0058】

ところで、第５の層１６ｅは最外層であるため、第５の層１６ｅに隣接する層は、内側に位置する第４の層１６ｄのみである。そのため、密着膜１３の合金化に際し、第３の層１６ｃや第４の層１６ｄにおいては外側及び内側の両面を介した相互拡散が生じるが、第５の層１６ｅにおいては内側の面のみを介した相互拡散が生じる。ここで、本実施形態においては、第５の層１６ｅは第２の層部分１６において最も薄い層である。よって、第５の層１６ｅにおいて合金化に要する相互拡散の時間を効果的に短縮することができるため、第５の層１６ｅをより確実に合金化することができ、かつ合金化の時間を短縮することができる。従って、密着膜１３をより確実に合金化することができ、より確実に接合力を高めることができ、かつ生産性を高めることができる。

【0059】

加えて、密着膜１３の第２の層部分１６において外側に位置する層ほど薄い。それによって、第５の層１６ｅを薄くしても、第５の層１６ｅ以外の層もより確実に合金化することができる。従って、密着膜１３をより一層確実に合金化することができ、より一層確実に接合力を高めることができる。

【0060】

なお、第２の層部分１６において、第５の層１６ｅが最も薄い層であり、かつ少なくとも２層が同じ厚みであってもよい。第２の層部分１６の各層の厚みの関係は、Ｔ_ａ≧Ｔ_ｂ≧Ｔ_ｃ≧Ｔ_ｄ＞Ｔ_ｅであってもよい。

【0061】

（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係るプリズムの密着膜付近を示す拡大断面図である。密着膜の各層の厚みは、第１の実施形態における厚みから下記のように変更してもよい。例えば、本実施形態のプリズム２１は、密着膜２３の第２の層部分２６において複数のＡｕ層の厚みが互いに同一であり、かつ複数のＳｎ層の厚みが外側に位置するほど厚い構成としてもよい。具体的には、第１の層２６ａの厚みをＴ_ａ、第２の層２６ｂの厚みをＴ_ｂ、第３の層２６ｃの厚みをＴ_ｃ、第４の層２６ｄの厚みをＴ_ｄ、第５の層２６ｅの厚みをＴ_ｅとしたときに、Ａｕ層の厚みはＴ_ａ＝Ｔ_ｃ＝Ｔ_ｅ、Ｓｎ層の厚みはＴ_ｂ＜Ｔ_ｄである。上記以外の点においては、本実施形態のプリズム２１は第１の実施形態のプリズム１と同様の構成を有する。

【0062】

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、密着膜２３全体の溶融流動を伴うことなくプリズム２１をパッケージ等に接合することができる。また、密着膜２３が合金化された際に、内側に比べ外側におけるＳｎの重量比を高めることができ、プリズム２１の位置精度をより一層効果的に高めることができる。

【0063】

（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態に係るプリズムの密着膜付近を示す拡大断面図である。密着膜の各層の厚みは、第１の実施形態における厚みから下記のように変更してもよい。例えば、本実施形態のプリズム３１は、密着膜３３の第２の層部分３６において複数のＡｕ層の厚みが外側に位置するほど薄く、かつ複数のＳｎ層の厚みが互いに同一である構成としてもよい。具体的には、第１の層３６ａの厚みをＴ_ａ、第２の層３６ｂの厚みをＴ_ｂ、第３の層３６ｃの厚みをＴ_ｃ、第４の層３６ｄの厚みをＴ_ｄ、第５の層３６ｅの厚みをＴ_ｅとしたときに、Ａｕ層の厚みはＴ_ａ＞Ｔ_ｃ＞Ｔ_ｅ、Ｓｎ層の厚みはＴ_ｂ＝Ｔ_ｄである。上記以外の点においては、本実施形態のプリズム３１は第１の実施形態のプリズム１と同様の構成を有する。

【0064】

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、密着膜３３全体の溶融流動を伴うことなくプリズム３１をパッケージ等に接合することができる。また、密着膜３３が合金化された際に、内側に比べ外側におけるＳｎの重量比を高めることができ、プリズム３１の位置精度をより一層効果的に高めることができる。

【0065】

（第５の実施形態）
図６は、本発明の第５の実施形態に係るプリズムの密着膜付近を示す拡大断面図である。図６に示すように、本実施形態のプリズム４１は、密着膜４３が、第１の層部分５と第２の層部分６との間に積層された中間層部分４７を有する点において第１の実施形態と異なる。上記以外の点においては、本実施形態のプリズム４１は第１の実施形態のプリズム１と同様の構成を有する。

【0066】

本実施形態においては、第２の層部分６は、第１の層部分５上に中間層部分４７を介して間接的に積層されている。密着膜４３が中間層部分４７を有することにより、第１の層部分５に第２の層部分６の金属が拡散し難い。よって、プリズム本体２から密着膜４３が剥離し難い。

【0067】

中間層部分４７は、Ｎｉ層、Ｐｔ層、Ｐｄ層、Ｎｉ－Ｃｒ混合層またはこれらを組み合わせた合金層であることが好ましい。それによって、第１の層部分５に第２の層部分６の金属がより一層拡散し難く、プリズム本体２から密着膜４３がより一層剥離し難い。

【0068】

なお、本発明において、Ｎｉ層は、Ｎｉを９０重量％以上含む金属層である。また、Ｐｔ層は、Ｐｔを９０重量％以上含む金属層である。また、Ｐｄ層は、Ｐｄを９０重量％以上含む金属層である。こちらはバリア層として機能するが、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄもしくはその合金層が９０重量％以上含まれることでバリア層としての機能を果たせると考えられる。

【0069】

加えて、第１の実施形態と同様に、密着膜４３全体の溶融流動を伴うことなくプリズム４１をパッケージ等に接合することができる。従って、プリズム４１の位置精度を効果的に高めることができる。

【0070】

（第６の実施形態）
図７は、本発明の第６の実施形態に係るプリズムの断面図である。図７に示すように、本実施形態のプリズム５１は、反射膜４がプリズム本体２の斜面２ｂ及び上面２ｃに設けられている点において第１の実施形態と異なる。具体的には、反射膜４は斜面２ｂから上面２ｃにかけて連続的に設けられている。上記以外の点においては、本実施形態のプリズム５１は第１の実施形態のプリズム１と同様の構成を有する。

【0071】

本実施形態においても、第１の実施形態と同様の密着膜３を有するため、プリズム５１の位置精度を効果的に高めることができる。

【0072】

プリズム５１の実装は、カメラによりプリズム５１の位置を視認しながら行われることが望ましい。それによって、プリズム５１の位置精度を高めることができる。さらに、本実施形態においては、反射膜４がプリズム本体２の上面２ｃに設けられている。これにより、反射膜４によってカメラ側に光が反射される。よって、プリズム５１の輝度を高めることができ、カメラによってプリズム５１を視認し易くすることができる。従って、より確実にプリズム５１の位置確認をすることができ、プリズム５１の位置精度をより確実に高めることができる。

【0073】

本実施形態においては、反射膜４はプリズム本体２の上面２ｃの全面に設けられている。もっとも、反射膜４は、上面２ｃの一部に設けられていてもよい。図８に示す第６の実施形態の変形例に係るプリズム６１においては、反射膜４は、プリズム本体２の斜面から上面２ｃの一部に至っている。この場合においても、実装に際し、より確実に位置確認をすることができ、プリズム６１の位置精度をより確実に高めることができる。

【0074】

図７に示すプリズム５１においては、斜面２ｂ及び上面２ｃの反射膜４は一体として設けられている。なお、斜面２ｂに設けられた反射膜４と上面２ｃに設けられた反射膜４とが別体であってもよい。

【0075】

（光デバイス）
（第７の実施形態）
図９は、本発明の第７の実施形態に係る光デバイスの断面図である。図９に示すように、光デバイス７０は、第１の実施形態のプリズム１と、光学素子７４と、プリズム１及び光学素子７４を収容するパッケージ７５とを備える。

【0076】

本実施形態では、光学素子７４はプリズム１に光を出射する光源である。光源には、特に限定されないが、例えばＬＤやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等を用いることができる。なお、光学素子７４は、プリズム１からの光を受光する受光素子であってもよい。

【0077】

パッケージ７５は、底部７６及び底部７６上に配置された側壁部７７を有する容器状の部材である。パッケージ７５は、例えば、セラミック材料により構成され、具体的には、アルミナや窒化アルミニウム等により構成される。底部７６は実装面７６ａを有する。底部７６の実装面７６ａ上に光学素子７４及びプリズム１が配置されている。側壁部７７は内面７７ａ及び外面を有する。底部７６の実装面７６ａ及び側壁部７７の内面７７ａには、金属膜７８が設けられている。具体的には、本実施形態では、金属膜７８はＡｕ膜である。なお、金属膜７８はＡｕ膜には限定されない。

【0078】

プリズム１は、密着膜３によりパッケージ７５の実装面７６ａに接合されている。光学素子７４は、特に限定されないが、例えばはんだ等により実装面７６ａに接合されていてもよい。

【0079】

パッケージ７５は、金属膜７８を必ずしも有していなくともよい。もっとも、パッケージ７５は、本実施形態のように金属膜７８を有することが好ましい。プリズム１の密着膜３と金属膜７８とを合金化することにより、プリズム１とパッケージ７５との間の接合力をより確実に、かつ効果的に高めることができる。このような構成は、特に、プリズム１とパッケージ７５との熱膨張率差が比較的大きい場合に有効である。

【0080】

金属膜７８はＡｕ膜であることが好ましい。それによって、金属膜７８が酸化し難い。従って、光デバイス７０の製造に際し、プリズム１とパッケージ７５との間の接合力をより確実に高めることができる。

【0081】

本実施形態では、底部７６の実装面７６ａの全面及び側壁部７７の内面７７ａに金属膜７８が設けられている。もっとも、金属膜７８は、少なくともプリズム１が配置される部分に設けられていればよい。

【0082】

パッケージ７５の側壁部７７上には、光学素子７４及びプリズム１を封止するように、蓋体７９が設けられている。蓋体７９は、特に限定されないが、本実施形態ではガラス蓋である。

【0083】

蓋体７９とパッケージ７５との接合の方法は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、ＳｎＮｉ接合により接合されている。この場合には、接合後においてガスが生じないため、プリズム１の反射膜４に不純物が付着し難く、反射率の劣化が生じ難い。上記接合方法は一例であり、ＳｎＡｇ接合、ＳｎＡｇＣｕ接合により接合されてもよい。

【0084】

図９に示すように、光学素子７４から出射した光Ａは、プリズム１において反射され、蓋体７９を通り、光デバイス７０外に出射される。

【0085】

光デバイス７０は第１の実施形態のプリズム１を有するため、光デバイス７０におけるプリズム１の位置精度を効果的に高めることができる。

【0086】

光デバイス７０はマルチチップに用いてもよい。マルチチップは、例えば、実装基板と、実装基板上に配置された複数の光デバイス７０とを備える。マルチチップの光デバイスは第１の実施形態のプリズム１を有するため、マルチチップにおいても、プリズム１の位置精度を効果的に高めることができる。

【0087】

（プリズム）
（第８の実施形態）
図１０は、第８の実施形態に係るプリズムの断面図である。図１０に示すように、本実施形態のプリズムは、密着膜８３Ａの第２の層部分８６Ａが応力緩和層８７Ａを有する点において、第１の実施形態と異なる。具体的には、応力緩和層８７Ａは、複数のＡｕ層のうちの一層である第３の層に相当する。上記以外の点においては、本実施形態のプリズムは第１の実施形態のプリズム１と同様の構成を有する。

【0088】

応力緩和層８７Ａの厚みは、他のＡｕ層である、第１の層６ａ及び第５の層６ｅの平均の厚みと異なる。より具体的には、応力緩和層８７Ａの厚みは、第２の層部分８６Ａにおける他のＡｕ層の平均の厚みよりも厚い。

【0089】

ここで、Ａｕ層とＳｎ層とは、互いに逆方向の応力を有する。第２の層部分におけるＡｕ層及びＳｎ層のうち一方の応力が他方の応力よりも大きい場合には、プリズムをパッケージに接合したときに、パッケージに応力が加わることとなる。第２の層部分におけるＡｕ層及びＳｎ層が多層になるほど、応力は大きくなる。

【0090】

これに対して、本実施形態においては、第２の層部分８６Ａは応力緩和層８７Ａを有する。これにより、複数のＡｕ層の応力の合計と複数のＳｎ層の応力の合計との大小関係を、等しい関係に近づけることができる。よって、プリズムを実装したときの、パッケージに加わる応力を緩和することができる。従って、プリズムがパッケージから剥離し難い。

【0091】

密着膜８３Ａが応力緩和層８７Ａを有することにより、Ａｕ層の応力の合計を大きい方に調整することができるため、本実施形態はＳｎ層の応力の合計が大きい場合に好適である。応力緩和層８７Ａの厚みは、他のＡｕ層の厚みの平均の１／２以上、５倍以下であることが好ましい。それによって、プリズムをパッケージ等に実装した際、パッケージ等に加わる応力を効果的に緩和することができ、プリズムのパッケージ等からの剥離を効果的に抑制することができる。

【0092】

例えば、応力緩和層８７Ａ以外の複数のＡｕ層の厚みを均一とし、複数のＳｎ層の厚みを均一としてもよい。この場合には、密着膜９３の形成に際し、応力緩和層８７Ａの厚みのみを他のＡｕ層の厚みと異ならせればよい。よって、製造工程を単純化することができる。従って、生産性を高めることができ、かつプリズムがパッケージ等から剥離し難い。もっとも、応力緩和層８７Ａ以外の複数のＡｕ層の厚み及び複数のＳｎ層の厚みは、均一ではなくともよい。

【0093】

さらに、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、密着膜８３Ａの溶融を伴うことなくプリズムをパッケージ等に接合することができる。従って、プリズムの位置精度を効果的に高めることができる。

【0094】

以下において、本実施形態と応力緩和層の構成のみが異なる第９～第１１の実施形態を示す。第９～第１１の実施形態においても、本実施形態と同様に、プリズムの位置精度を効果的に高めることができ、かつパッケージ等からプリズムが剥離し難い。

【0095】

（第９の実施形態）
図１１は、第９の実施形態に係るプリズムの断面図である。図１１に示すように、本実施形態においても、密着膜８３Ｂの第２の層部分８６Ｂにおける応力緩和層８７Ｂは、複数のＡｕ層のうちの一層である第３の層に相当する。応力緩和層８７Ｂの厚みは、第２の層部分８６Ａにおける、応力緩和層８７Ｂ以外のＡｕ層の厚みの平均よりも薄い。

【0096】

密着膜８３Ｂが応力緩和層８７Ｂを有することにより、Ａｕ層の応力の合計を小さい方に調整することができるため、本実施形態はＳｎ層の応力の合計が小さい場合に好適である。応力緩和層８７Ｂの厚みは、他のＡｕ層の厚みの平均の１／５以上、１／２以下であることが好ましく、１／５以上、１／４以下であることがより好ましい。それによって、プリズムをパッケージ等に実装した際、パッケージ等に加わる応力を効果的に緩和することができ、プリズムのパッケージ等からの剥離を効果的に抑制することができる。

【0097】

（第１０の実施形態）
図１２は、第１０の実施形態に係るプリズムの断面図である。図１２に示すように、本実施形態の密着膜８３Ｃの第２の層部分８６Ｃにおける応力緩和層８７Ｃは、複数のＳｎ層のうちの一層である第４の層に相当する。応力緩和層８７Ｃの厚みは、第２の層部分８６Ｃにおける、応力緩和層８７Ｃ以外のＳｎ層の厚みの平均よりも厚い。

【0098】

密着膜８３Ｃが応力緩和層８７Ｃを有することにより、Ｓｎ層の応力の合計を大きい方に調整することができるため、本実施形態はＡｕ層の応力の合計が大きい場合に好適である。応力緩和層８７Ｃの厚みは、他のＳｎ層の厚みの平均の１／２以上、５倍以下であることが好ましい。それによって、プリズムをパッケージ等に実装した際、パッケージ等に加わる応力を効果的に緩和することができ、プリズムのパッケージ等からの剥離を効果的に抑制することができる。

【0099】

（第１１の実施形態）
図１３は、第１１の実施形態に係るプリズムの断面図である。図１３に示すように、本実施形態においても、密着膜８３Ｄの第２の層部分８６Ｄにおける応力緩和層８７Ｄは、複数のＳｎ層のうちの一層である第４の層に相当する。応力緩和層８７Ｄの厚みは、第２の層部分８６Ｄにおける、応力緩和層８７Ｄ以外のＳｎ層の厚みの平均よりも薄い。

【0100】

密着膜８３Ｄが応力緩和層８７Ｄを有することにより、Ｓｎ層の応力の合計を小さい方に調整することができるため、本実施形態はＡｕ層の応力の合計が小さい場合に好適である。応力緩和層８７Ｄの厚みは、他のＳｎ層の厚みの平均の１／５以上、１／２以下であることが好ましく、１／５以上、１／３以下であることがより好ましい。それによって、プリズムをパッケージ等に実装した際、パッケージ等に加わる応力を効果的に緩和することができ、プリズムのパッケージ等からの剥離を効果的に抑制することができる。

【0101】

上記各実施形態において、密着膜の第２の層部分がＡｕ層及びＳｎ層のうち少なくとも一方の層を有する例を示した。なお、密着膜の第２の層部分においては、Ａｕ層及びＳｎ層が合金化されていてもよい。この例を以下において示す。

【0102】

（第１２の実施形態）
図１４は、第１２の実施形態に係るプリズムの断面図である。図１４に示すように、本実施形態は、第２の層部分９６がＡｕ及びＳｎの合金からなるＡｕ－Ｓｎ層である点及び密着膜９３が最外層部分９８を有する点において、第１の実施形態と異なる。最外層部分９８は第２の層部分９６上に積層されている。最外層部分９８はＡｕ層である。上記以外の点においては、本実施形態のプリズム９１は第１の実施形態のプリズム１と同様の構成を有する。

【0103】

密着膜９３の第２の層部分９６の形成に際しては、例えば、Ａｕ層及びＳｎ層を交互に積層し、次に、積層されたＡｕ層及びＳｎ層を加熱すればよい。これにより、Ａｕ層及びＳｎ層を合金化することによって、第２の層部分９６を形成することができる。

【0104】

本実施形態においては、最外層部分９８が密着膜９３の最外層である。最外層部分９８は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法等により形成することができる。なお、密着膜９３は最外層部分９８を有しなくともよい。この場合には、他の第１の実施形態等と同様に、第２の層部分の最外層が密着膜の最外層である。なお、具体的には、本実施形態のように第２の層部分９６がＡｕ－Ｓｎ層であり、最外層部分９８を有しない場合には、Ａｕ－Ｓｎ層が最外層である。

【0105】

プリズム９１は、他の実施形態のプリズムと同様に、パッケージ等に実装される。本実施形態においても、密着膜９３全体の溶融流動を伴わずに、プリズム９１をパッケージ等に接合することができる。よって、プリズム９１の位置精度を効果的に高めることができる。

【0106】

密着膜９３の第２の層部分９６の厚みは、２．５μｍ以上、５．９μｍ以下であることが好ましい。それによって、パッケージ等にプリズム９１を実装するに際し、密着膜９３による接合力を十分に高めることができる。なお、第１の層部分の厚みは、０．１以上、０．５μｍ以下であることが好ましい。密着膜の全体の厚みは、３μｍ以上、６μｍ以下であることが好ましい。

【0107】

本実施形態のように、密着膜９３は最外層部分９８を有することが好ましい。本実施形態においては、Ａｕ－Ｓｎ層である第２の層部分９６上に、Ａｕ層である最外層部分９８が積層されている。この場合、実装に際しパッケージ等に接する部分は最外層部分９８である。よって、実装に際し密着膜９３が酸化し難く、密着膜９３による接合力をより確実に高めることができる。

【0108】

本実施形態においても、第５の実施形態と同様に、第１の層部分５と第２の層部分９６との間に中間層部分が積層されていてもよい。これにより、第１の層部分５に第２の層部分９６の金属が拡散し難い。よって、プリズム本体２から密着膜９３が剥離し難い。

【0109】

（第１３の実施形態）
図１５は、第１３の実施形態に係るプリズムの断面図である。図１５に示すように、本実施形態は、プリズム本体２の底面２ａと斜面２ｂとの稜線に、保護膜１０５が設けられている点において、第１の実施形態と異なる。上記以外の点においては、本実施形態のプリズムは第１の実施形態のプリズム１と同様の構成を有する。

【0110】

保護膜１０５は反射膜４と一体的に設けられている。保護膜１０５は、密着膜３に接続されている。なお、保護膜１０５は密着膜３に必ずしも接続されていなくともよい。保護膜１０５は、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法等により形成することができる。本実施形態のように、保護膜１０５が反射膜４と一体である場合には、反射膜４と同時に保護膜１０５を形成することもできる。

【0111】

もっとも、保護膜１０５は反射膜４と別体として設けられていてもよい。あるいは、保護膜１０５は密着膜３と一体的に設けられていてもよい。この場合には、保護膜１０５は、反射膜４に接続されていてもよく、または反射膜４に接続されていなくともよい。保護膜１０５が密着膜３と一体である場合には、保護膜１０５は、密着膜３と同様の複数の層のうち少なくとも一層を有する。

【0112】

プリズムが保護膜１０５を有することにより、プリズム本体２に欠けが生じ難い。保護膜１０５は、反射膜４及び密着膜３の双方に接続されていることが好ましい。それによって、プリズム本体２に欠けがより一層生じ難い。

【0113】

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、密着膜３の溶融を伴うことなくプリズムをパッケージ等に接合することができる。従って、プリズムの位置精度を効果的に高めることができる。

【0114】

（接合力の評価）
図１に示す第１の実施形態のプリズム１において、密着膜３の最外層としての、第２の層部分６の最外層の算術平均粗さＲａを異ならせて、パッケージとの接合性を確認した。なお、密着膜３の最外層はＡｕ層とした。具体的には、最外層の算術平均粗さＲａをＲａとしたときに、Ｒａ≦０．０５、０．０５＜Ｒａ≦０．０９、０．０９＜Ｒａ≦０．１５、０．１５＜Ｒａ≦０．２０とした。なお、本明細書における算術平均粗さＲａはＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に基づく。

【0115】

接合性の確認においては、パッケージとして、Ａｕめっきされた部分を有する窒化アルミニウム基板を用いた。プリズム１を窒化アルミニウム基板のＡｕめっきされた部分に、約３２０℃に加熱することにより接合した。その後、プリズム１の側面から力を加えた。具体的には、プリズム１の密着膜３が窒化アルミニウム基板から剥離するまで、またはプリズム本体２が密着膜３から剥離するまで、あるいは剥離が生じずプリズム本体２が破壊されるまで、プリズム１に力を加えた。接合性の確認は、算術平均粗さＲａを異ならせた各場合において、それぞれ１５回行った。結果を表１に示す。

【0116】

表１において、接合性の評価は◎が最も高く、○が次に高く、△が最も低い。「剥離無し」とは、密着膜３がパッケージから剥離していないことをいい、プリズム本体２が破壊された場合またはプリズム本体２が密着膜３から剥離した場合を含む。「一部剥離」とは、密着膜３の一部がパッケージから剥離したこという。

【0117】

【表1】

【0118】

表１に示すように、密着膜３の最外層の算術平均粗さＲａを異ならせたいずれの場合においても、「剥離無し」または「一部剥離」であり、密着膜３はパッケージから完全に剥離していないことがわかる。さらに、最外層の算術平均粗さＲａの値が小さいほど、「剥離無し」の割合が大きくなっていることがわかる。

【0119】

密着膜３の最外層の算術平均粗さＲａは、０．２０．μｍ以下であることが好ましく、０．１５μｍ以下であることがより好ましく、０．０９μｍ以下であることがさらに好ましく、０．０５μｍ以下であることが特に好ましい。それによって、実装に際し、パッケージ等と密着膜９３との密着性をより一層効果的に高めることができる。従って、接合力をより一層効果的に高めることができる。

【0120】

同様に、図１４に示す第１２の実施形態において、密着膜９３が最外層部分９８を有しない場合においても、密着膜９３の最外層としての、第２の層部分９６の算術平均粗さＲａが上記範囲内であることが好ましい。それによって、接合力をより一層効果的に高めることができる。

【0121】

（応力の評価）
プリズム密着膜の、応力の大きさを評価した。図１６に示す、両側面が対向する方向において延びているプリズムの母材９１Ａをダイシングシートに貼り付けた。次に、一点鎖線Ｉ－Ｉに沿ってプリズムの母材９１Ａを切断し、個片化した。なお、個片化後のプリズムは、図１４に示す第１２の実施形態のプリズムと同様の構成を有する。密着膜９３のパッケージに対する応力が大きい場合には、個片化時に応力が解放されるときの衝撃が大きいため、プリズムが剥離し易い。よって、剥離する割合が大きいほど、密着膜９３の応力が大きい。

【0122】

応力の評価は、密着膜９３の第２の層部分９６の厚み等を異ならせて、条件１～条件４において行った。具体的には、条件１においては、第２の層部分９６の厚みを３μｍとし、条件２～４においては、第２の層部分９６の厚みを６μｍとした。さらに、条件３及び条件４においては、ダイシングシートにプリズムの母材９１Ａを貼り付ける前に加熱処理を行った。具体的には、条件３では、加熱処理を窒素雰囲気下２００℃において２時間行った。条件４では、加熱処理を窒素雰囲気下２００℃において５時間行った。応力の大きさの評価の結果を表２に示す。

【0123】

表２において、◎の場合に応力は最も小さく、○が次に小さく、△が最も大きい。

【0124】

【表2】

【0125】

表２に示すように、条件１～条件４においていずれも、プリズム９１のパッケージからの剥離は５０％以下に抑制されている。さらに、第２の層部分９６の厚みが異なる条件１及び条件２を比較すると、第２の層部分９６が薄い条件１において、応力はより一層小さい。このように、第２の層部分９６が薄いほど、密着膜９３の応力が小さくなることがわかる。密着膜９３の第２の層部分９６の厚みは、６μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがより好ましい。それによって、応力をより一層小さくすることができる。

【0126】

第２の層部分９６の厚みが同じである条件２及び条件３を比較すると、プリズムの母材９１Ａをダイシングシートに貼り付ける前に加熱処理を行った条件３において、応力がより一層小さい。さらに、第２の層部分９６の厚みが同じであり、上記加熱処理を行った条件３及び条件４を比較すると、上記加熱処理の時間が長い条件４において、応力がより一層小さい。このように、上記加熱処理の時間が長いほど応力を抑制できることがわかる。プリズムをダイシングシートに貼り付ける前に加熱処理を行うことが好ましく、上記加熱処理を２時間から５時間程度行うことが好ましい。それによって、応力をより一層効果的に抑制することができる。

【符号の説明】

【0127】

１，１１，２１，３１，４１，５１，６１，９１…プリズム
２…プリズム本体
２ａ…底面
２ｂ…斜面
２ｃ…上面
３，１３，２３，３３，４３，８３Ａ～８３Ｄ，９３…密着膜
４…反射膜
５…第１の層部分
６，１６，２６，３６，８６Ａ～８６Ｄ，９６…第２の層部分
６ａ，１６ａ，２６ａ，３６ａ…第１の層
６ｂ，１６ｂ，２６ｂ，３６ｂ…第２の層
６ｃ，１６ｃ，２６ｃ，３６ｃ…第３の層
６ｄ，１６ｄ，２６ｄ，３６ｄ…第４の層
６ｅ，１６ｅ，２６ｅ，３６ｅ…第５の層
４７…中間層部分
７０…光デバイス
７４…光学素子
７５…パッケージ
７６…底部
７６ａ…実装面
７７…側壁部
７７ａ…内面
７８…金属膜
７９…蓋体
８７Ａ～８７Ｄ…応力緩和層
９８…最外層部分
９１Ａ…プリズムの母材
１０５…保護膜

【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】