CN101079413A - 半导体器件 - Google Patents

Abstract

通过在Si芯片37的侧面42沿封装件的长边一侧配置谐振器长度长的大输出功率的半导体激光芯片39，从而能够实现将半导体激光芯片39与信号处理用受光元件进行集成的半导体器件30的薄型化及小型化，再有，通过使用该半导体器件30，从而光学拾取头装置及使用该光学拾取头装置的光盘驱动器装置都能够实现薄型化及小型化。

Description

半导体器件

技术领域

本发明涉及用于可重写光盘的读出及写入、将半导体激光芯片与受光元件集成化的半导体器件及其制造方法、以及安装该半导体器件的光学拾取头装置及光盘驱动器装置。

背景技术

近年来，大容量的可重写型光盘迅速普及安装在DVD刻录机及个人计算机上。特别是安装在笔记本电脑等便携式设备上时，迫切希望光盘驱动器装置实现薄型化及小型化。

为了实现光盘驱动器装置的薄型化及小型化，重要的是使光学拾取头装置实现薄型化及小型化。为了该薄型化及小型化，在光学拾取头装置的光学设计及机构设计中，希望在主要构成零部件的性能及功能保持原样的情况下，重新来看主要构成零部件的内部结构，从而实现薄型化及小型化。

作为光学拾取头装置的主要构成零部件，例如有半导体激光器及信号检测用受光元件。构成将该半导体激光器与信号检测用受光元件集成在一个封装件内的半导体器件。通过使该半导体器件集成化，实现小型化及薄型化，同时减少光学拾取头装置内的构成零部件数量，从而使光学拾取头装置小型化及薄型化。

作为例子，下面用图9说明以往的集成化的半导体器件中的光集成元件的结构。

图9A所示为以往的半导体器件的主要部分即光集成元件的示意图，图9B所示为以往的半导体器件的内部构成的简要构成图。

在图9A中，Si基板1在主面2上形成受光元件3，同时在主面2上形成凹部的底面4上键合了半导体激光芯片5。另外，在与半导体激光芯片5的激光射出面相对的凹部侧面，形成相对于Si基板1的主面2具有45度的角度的反射镜面6。该反射镜面6利用凹部的被刻蚀成V槽状的斜面的一部分。这样，将信号检测用受光元件3与半导体激光芯片5集成在Si基板1上，作为光集成元件12。

从该光集成元件12的半导体激光芯片5的射出面射出激光7，在反射镜面6的反射位置8进行反射，之后激光7向垂直于Si基板1的主面2的上方射出。该激光利用光学拾取头装置的光学系统引向光盘，读取记录在光盘上的信号，然后进行反射，并返回光集成元件12一方，入射至信号检测用受光元件3，通过这样检测出记录在光盘上的信号及伺服机构的误差信号。

图9B为去掉半导体器件10的封装件上部的整体示意图。在封装件下部9的金属底座11上粘接光集成元件12。受光元件3与半导体激光芯片5集成在该光集成元件12中。从半导体激光芯片5射出的激光，在反射镜面6的反射位置8进行反射，之后垂直于主面2射出。另外，激光从光盘返回，入射至受光元件3，将检测出的光信号变换为电信号，用光集成元件12内的电路进行信号处理，然后利用封装件下部9的引线端13，取出给外部的电路。由于这样将信号检测用的受光元件3与半导体激光芯片5集成作为同一个光集成化元件12，因此半导体器件10能够实现小型化及薄型化。即，能够缩短决定光学拾取头装置的厚度的半导体器件10的短边的长度21。

若使用这样的半导体器件10，则光学拾取头装置也能够小型化及薄型化。

用图10表示以往的光学拾取头装置20中使用这样的半导体器件10的例子。

图10为安装了以往的半导体器件的以往的光学拾取头装置的示意图。

在图10中，在光学拾取头装置20的壳体14中，安装了半导体器件10。该半导体器件10在图9B所示的封装件下部9的上面粘接了封装件上部15，形成一体。在该封装件上部15形成衍射光学元件，半导体器件10与光盘16在图中通过准直透镜的光学元器件17、向上反射镜18、以及物镜19，在光学上连接起来。即，从图9的半导体器件10的半导体激光芯片(未图示)射出的激光7用光学元器件17进行准直校正为平行光，利用向上反射镜18使光路转弯90°，然后，利用物镜19聚焦在光盘16上进行记录的凹坑上。读取了该凹坑上的信号的激光7用光盘16进行反射，沿相同路径反向前进，返回半导体器件10。这时，利用在半导体器件10的封装件上部15形成的衍射光学元件(未图示)，激光7进行分支，入射至受光元件(未图示)，读取记录在光盘上的信号。

为了使这样的光学拾取头装置20实现薄型化，只要缩短半导体器件10的短边的长度21即可。另外，为了使光学拾取头装置20实现小型化，只要缩小半导体器件10的高度22即可。但是，若不像半导体器件10那样如图9A所示将半导体激光芯片5与受光元件3集成化，则还需要将这些元件间在光学上结合用的别的光学元件，或者需要对各元件分别进行封装等，这妨碍了光学拾取头装置20实现小型化及薄型化。

另外，还提出了一种光集成元件的构成，该构成不是在Si基板上，而是在金属块上，将受光元件及半导体激光芯片不是像图9那样平面安装，而是进行三维安装，实现集成化(以往例2)。具体来说，将光集成元件的保护盖的一个侧壁面切去，通过这样在该光集成元件中，与图10的光学拾取头装置的厚度相当的短边的长度21减小了切去部分的厚度。

但是，今后随着可重写的光盘大容量化及高速化，要求增大半导体激光器的输出功率，在以往例1所示的半导体器件中，若半导体激光器的谐振器长度延长，则半导体器件的短边的长度也延长，将妨碍光学拾取头装置的薄型化。

另外，在以往例2中，同样要求增大半导体激光器的输出功率，若激光器的谐振器长度延长，则半导体器件的高度增大，将妨碍光学拾取头装置的小型化。

本发明正是为了解决上述以往的问题，提出一种新的集成化的结构，该结构在将可重写光盘所使用的半导体激光芯片与信号处理用的受光元件进行集成化时，减小半导体器件的短边的长度及高度。其目的在于，利用该新的集成化的结构使半导体器件薄型化及小型化，提供使用该半导体器件的薄型及小型的光学拾取头装置、以及安装该光学拾取头装置的薄型及小型的光盘驱动器装置。

发明内容

为了达到上述目的，本发明的半导体器件是射出及接受激光的半导体器件，具有：将前述半导体器件进行封装的封装件；在前述封装件的底座上形成的、具有一个或多个信号检测用受光元件的Si芯片；在与前述Si芯片的与前述底座的连接面相邻的侧面配置的、使得谐振器长度方向与前述封装件的长边方向一致并从端面射出激光的半导体激光芯片；具有将前述激光向垂直于前述封装件的主面的方向反射的反射面的反射镜部；以及与前述Si芯片的电极电连接、成为前述半导体器件的外部电极的引线端。

利用该构成，即使安装射出大输出功率的激光的、谐振器长度长的半导体激光芯片，也能够实现可以进一步增大激光输出功率的薄型及小型的半导体器件。

另外，前述Si芯片与前述反射镜部构成一体。利用该构成，仅通过半导体激光芯片的位置调整，能够更容易调整形成信号检测用受光元件的Si芯片和半导体激光芯片及反射镜部的位置关系。

另外，前述Si芯片与前述反射镜部分开。利用该构成，由于能够分别制造Si芯片及反射镜部，能够分别利用简单的制造工序进行制造，因此能够更进一步以低成本来制造。

另外，本发明的半导体器件是射出及接受激光的半导体器件，具有：将前述半导体器件进行封装的封装件；在前述封装件的底座上形成的、具有一个或多个信号检测用受光元件的第1Si芯片；在前述封装件的底座上形成的、具有一个或多个信号检测用受光元件的第2Si芯片；在与前述第1Si芯片的与前述底座的连接面相邻的侧面配置的、使得谐振器长度方向与前述封装件的长边方向一致并从端面射出激光的半导体激光芯片；在前述第2Si芯片上形成的、具有将前述激光向垂直于前述封装件的主面的方向反射的反射面的反射镜部；以及与前述第1Si芯片或前述第2Si芯片的电极电连接、成为前述半导体器件的外部电极的引线端。

利用该构成，即使安装射出大输出功率的激光的、谐振器长度长的半导体激光芯片，也能够实现可以进一步增大激光输出功率的薄型及小型的半导体器件。而且，由于能够分别制造Si芯片及反射镜部，能够分别利用简单的制造工序进行制造，因此能够更进一步以低成本来制造。

另外，将前述Si芯片或前述第1Si芯片的前述侧面与前述半导体激光芯片通过电极进行连接。利用该构成，半导体激光芯片能够以更高精度固定在Si芯片的侧面的规定位置。另外，通过利用散热性好的金属制造电极，则半导体激光芯片产生的热量能够通过该金属电极以更高效率散热。

另外，在前述半导体激光芯片的与前述Si芯片或前述第1Si芯片连接的表面，具有表面电极，在前述Si芯片或前述第1Si芯片的前述侧面及前述信号检测用受光元件的形成面，具有与前述表面电极连接的布线。

利用该构成，Si芯片或第1Si芯片的主面上的布线与配置在Si芯片或第1Si芯片的侧面的半导体激光芯片的表面电极面容易利用邻接面上的布线等进行连接，能够进行更稳定的电连接。

另外，在前述侧面与前述连接面之间形成相邻的邻接面，使得前述Si芯片或前述第1Si芯片的与前述半导体激光芯片的连接面中的平行于前述连接面的方向的长度小于前述半导体激光芯片的平行于前述连接面的方向的长度。利用该构成，半导体激光芯片的芯片侧面不会因焊锡等而短路，能够进行更稳定的电连接。

另外，在前述反射镜部具有检测透过前述反射面的前述激光的一部分的受光元件。利用该构成，能够容易检测出激光的一部分的光输出功率，能够推测全部激光的光输出功率。通过这样，能够控制驱动激光的电流值，使得光输出功率为一定，从而更稳定控制光输出功率。

另外，前述反射镜部的前述反射面由Si的低指数面形成。利用该构成，由于能够利用缺陷少的Si的低指数面作为激光的反射面，因此能够实现光学上更平坦的反射镜部的反射面。

另外，前述封装件是包含具有前述底座的封装件下部、以及将前述激光向封装件外部取出的封装件上部而构成。通过这样，能够从封装件上部更高效率取出激光。同时，能够更提高气密性，使得来自外部的湿气或灰尘等不进入封装件内。

另外，在前述封装件上部具有将前述激光的一部分进行分支的衍射光学元件。利用该构成，将信号检测用受光元件及半导体激光芯片与封装件外部的光学拾取头装置的光学系统及光盘在光学上连接起来，能够更高效率读取记录在光盘上的信息。

附图说明

图1A所示为第1实施形态的半导体器件的主要构成零部件的光集成元件的安装状态立体图。

图1B所示为第1实施形态的半导体器件的内部构成的简要构成图。

图2A所示为第1实施形态的半导体器件的中空封装件下部的剖视图。

图2B所示为第1实施形态的半导体器件的制造方法中的粘接材料涂布工序的工序剖视图。

图2C所示为第1实施形态的半导体器件的制造方法中的光集成元件粘接工序的工序剖视图。

图2D所示为第1实施形态的半导体器件的制造方法中的接线工序的工序剖视图。

图2E所示为第1实施形态的半导体器件的制造方法中的封装件上部粘接工序的工序剖视图。

图3A所示为第1实施形态的半导体器件的半导体激光芯片及反射镜部的简要构成图。

图3B所示为第1实施形态的半导体器件的半导体激光芯片及反射镜部的简要剖视图。

图4A所示为第1实施形态的半导体器件的半导体激光芯片的简要构成图。

图4B所示为第1实施形态的半导体器件的半导体激光芯片的简要剖视图。

图5A所示为第2实施形态的半导体器件的主要构成零部件的光集成元件的安装状态立体图。

图5B所示为第2实施形态的半导体器件的内部构成的简要构成图。

图6A所示为第3实施形态的半导体器件的主要构成零部件的光集成元件的安装状态立体图。

图6B所示为第3实施形态的半导体器件的内部构成的简要构成图。

图7A所示为在半导体器件上配置了衍射光学元件的光学拾取头装置的简要构成图。

图7B所示为在半导体器件的外部配置了衍射光学元件的光学拾取头装置的简要构成图。

图8所示为本发明的光盘驱动器装置的简要构成图。

图9A所示为以往的半导体器件的主要部分即光集成元件的示意图。

图9B所示为以往的半导体器件的内部构成的简要构成图。

图10为安装了以往的半导体器件的以往的光学拾取头装置的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明实施形态有关的半导体器件。另外，也有的情况下，对于在附图中附加同一标号的部分省略说明。

(第1实施形态)

下面，用图1至图4说明第1实施形态的半导体器件的构成。

图1为本发明第1实施形态的半导体器件的简要构成图，图1A所示为第1实施形态的半导体器件的主要构成零部件的光集成元件的安装状态立体图，图1B所示为第1实施形态的半导体器件的内部构成的简要构成图。

在图1A中，在封装件(未图示)的金属底座32上，安装了光集成元件31。该光集成元件31将在主面33形成信号处理用受光元件34及35及36的Si芯片37、射出激光38的半导体激光芯片39、以及具有将激光38进行反射的反射面40的反射镜部41作为主要要素而构成。另外，将半导体激光芯片39配置在与Si芯片37的主面33相邻的侧面42。从该半导体激光芯片39的端面43射出的激光38利用与端面43相对配置的反射镜部41的反射面40，垂直于主面33向主面33一侧作为激光44射出。

该激光44从图1B所示的半导体器件30向外部射出，读取光盘的信号之后，通过同一光学拾取头装置的光学系统的路径(未图示)，返回到半导体器件30。该返回来的激光(未图示)利用在半导体器件30的封装件上部(未图示)制成的由多个区域形成的衍射光学元件(未图示)进行分支，激光45a、45b、46、47分别入射信号处理用受光元件34、35、36，读取光信号。

另外，用受光元件34、35、36读取的光信号变换为电信号。这些电信号用信号处理电路等进行运算之后，利用主面33上形成的布线分别与Si芯片37的主面33的周边部分形成的电极48连接来取出。再有，多个电极48与多个引线端54连接，从该引线端54向外部电路输出光学拾取头装置的信号。另外，在与Si芯片37的接合面上形成的半导体激光芯片39的表面电极49经由与侧面42上形成的电极相连接的、在主面33上形成的布线(未图示)，与电极48之一连接。另外，半导体激光芯片39的背面电极50利用金线51，与在Si芯片37的侧面42上形成的连接电极74连接，连接电极74利用布线(未图示)与主面33的电极52连接。该电极52利用在主面33上形成的其它的布线(未图示)，与电极48之一连接。利用这样的布线及电极的连接，半导体激光芯片39通过在Si芯片37的主面33的周边部分形成的电极48，利用外部的电流源进行电流驱动。

图1B所示的光集成元件31的Si芯片的主面33上的多个电极48利用多条导电性引线55，与封装件下部53的多个引线端54连接。通过该引线端54与外部电路连接，半导体器件30中的半导体激光芯片39及信号处理用受光元件34、35、36分别利用外部的电流源及电压源进行驱动，从而进行动作。这样，来自半导体器件30的激光从反射面40的视在发光点56射出，来自光盘的激光利用受光元件34、35、36接受。

这样，在本实施形态的半导体器件30中，配置半导体激光芯片39，使得芯片长度方向与封装件下部53的长边的长度57的方向平行。即，从图1A所示的半导体激光芯片39射出的激光38也变成与图1B的封装件下部53的长边的长度57平行。若这样，则光盘驱动器装置用的光学拾取头装置中所用的大输出功率半导体激光器、例如波长780nm频带的AlGaAs系列半导体激光器或波长650nm频带的AlGaInP系列半导体激光器中，即使在脉冲输出时，光输出功率超过100Mw，半导体激光器的谐振器长度超过1mm，但对于半导体器件30的短边的长度也没有影响。与比相反，在将这样的半导体激光器安装在图9所示的以往结构的半导体器件10的情况下，短边的长度21与半导体激光器的谐振器长度相对应延长，图10所示的光学拾取头装置20的厚度增厚，即所谓妨碍薄型化及小型化。在本实施形态中，由于通过配置半导体激光芯片39，使其与封装件下部53的长边的长度57平行，从而即使谐振器长度延长，但对于半导体器件30的短边的长度也没有影响，因此即使增大半导体激光器的输出功率，也能够使半导体器件实现薄型化及小型化，能够使采用该半导体器件的光学拾取头装置、以及安装了该光学拾取头装置的光盘驱动器装置实现薄型化及小型化。

而且，如图1A及图1B所示，由于不需要将半导体激光芯片39配置在Si的主面33上，因此通过对受光元件及信号处理电路的布局下工夫，能够更进一步缩短封装件下部的短边的长度58。即，由于半导体激光芯片39配置在Si芯片37的侧面42，因此在Si芯片37的主面33上，不仅受光元件，而且信号处理电路及布线等，能够有效地充分利用整个主面的面积来制造。再有，为了实现利用可重写光盘的更高速记录，在增大半导体激光芯片39时，半导体激光芯片39的谐振器长度延长。但是，在本实施形态中，由于半导体激光芯片39的谐振器长度沿与半导体器件30的长边的长度57相同的方向延伸，从而半导体器件30的形状不变，因此不会妨碍薄型化及小型化。

另外，在本实施形态的半导体器件30中，配置半导体激光芯片39，使其垂直于主面33。这与从半导体器件输出的激光、以及光学拾取头装置及光盘的配置有关。从半导体激光芯片端面输出的激光的强度分布形成椭圆形状，光学拾取头装置的光学系统设计成激光的强度分布的长边侧沿光盘上的数据即凹坑的方向。若配置半导体激光芯片39在光集成元件31的主面33上，而且使得芯片长度方向平行于封装件下部53的长边的长度57的方向，则从半导体器件输出的激光的强度分布旋转了90度。因而，在本实施形态中，配置半导体激光芯片39，使其垂直于光集成元件31的主面33，从而成为与以往的半导体器件相同的激光强度分布的输出，能够实现薄型化及小型化的光学拾取头装置。

下面，用图2所示的工序剖视图，说明本实施形态的半导体器件30的制造方法。

图2A所示为第1实施形态的半导体器件的中空封装件下部的剖视图，图2B所示为第1实施形态的半导体器件的制造方法中的粘接材料涂布工序的工序剖视图，图2C所示为第1实施形态的半导体器件的制造方法中的光集成元件粘接工序的工序剖视图，图2D所示为第1实施形态的半导体器件的制造方法中的接线工序的工序剖视图，图2E所示为第1实施形态的半导体器件的制造方法中的封装件上部粘接工序的工序剖视图。另外，图2全部用以图1B的B-B线切断的工序剖视图来表示。

在图2A中表示中空的封装件下部53。封装件下部53由金属部分及树脂部分构成，形成在封装件内部的粘接半导体芯片的金属底座32、以及连接导电性引线的引线端54的表面，不用树脂覆盖，成为金属面露出的状态。金属底座32及引线端54由金属形成，除此之外的封装件下部53用树脂形成。

首先，如图2B所示，在金属底座32上，用分配器适量涂布由主要成分为环氧或聚酰亚胺的银糊料形成粘接材料59。该粘接材料59也可以是混入导电性粉末的半固化环氧片。然后，如图2C所示，在粘接材料59上相对于封装件下部53的中心的适当的位置配置光集成元件31之后，进行加热，将光集成元件31利用粘接材料59粘接在金属底座32上。该光集成元件31是如图1A所示的元件，即在Si芯片37的主面33上形成信号处理用受光元件34、35、36，在Si芯片37的侧面42配置大输出功率的半导体激光芯片39。另外，Si芯片37与反射镜部41形成一体，形成将大输出功率的激光进行反射的反射面40。

另外，这样的Si芯片37是利用通常的双极型Si工艺在Si基板上形成的。例如，在p型Si基板上利用外延工序层叠Si的i层之后，利用离子注入形成n型区域及p型区域，形成受光元件及晶体管和电路元器件等。另外，反射镜部41是这样形成的，即在形成上述受光元件及晶体管和电路元器件等之后，利用光刻胶等覆盖主面33的反射镜部41形成区域以外的部分，例如通过使用各向异性腐蚀剂的湿法刻蚀，使Si晶体的低指数面成为反射镜面。

这时，例如若将<110>方向作为轴，使用具有约10°偏角的(100)面作为主面33，则反射面40形成为相对于主面33的45°的面。另外，由于反射面40成为利用各向异性腐蚀剂形成的Si的低指数面之一的(111)面露出的面，因此能够形成光学上很平坦的反射面。在该(111)面上附加金属薄膜，能够使反射面40的反射率增加至95％以上。具体来说，例如在反射面40上利用等离子体CVD法形成300nm的SiN膜之后，利用金属蒸镀法依次以100nm及500nm的厚度层叠Ti及Au，形成作为金属薄膜。

然后，这样制成的Si芯片37形成在配置半导体激光芯片39的侧面上与半导体激光芯片39的表面电极(未图示)连接的电极(未图示)、将该电极与主面33上的电极48连接的布线、从半导体激光芯片39的背面电极用导电性引线51连接的连接电极74、以及将该连接电极与主面33上的电极52连接的布线。该工序例如在形成侧面的电极及布线以外的部分利用光刻胶等形成掩膜，利用蒸镀法等，蒸镀Ti/Au，利用分离法形成电极及布线。

另外，在光集成元件31的Si的主面33上，形成用布线与Si芯片37的侧面上用导电性引线51与半导体激光芯片39连接的连接电极74连接的电极52、以及用导电性引线与引线端54连接的电极48。通过该多个电极48，将利用Si主面上的受光元件及晶体管和电路元器件等进行信号处理的输出作为光学拾取头装置的各信号输出，从引线端54，向封装件的外部的电路输出。

这样形成的光集成元件31如图2D所示，利用导电性引线与封装件下部53的引线端54连接。即，Si主面33上的电极48例如用Al的导电性引线55与引线端54连接。

最后，如图2E所示，封装件上部60利用粘接剂61与封装件下部53粘接，作为覆盖零部件。该封装件上部60利用使激光完全透射的、例如聚烯烃系透明树脂材料通过注射成形而制成。在封装件上部60的外侧表面62，形成使激光的一部分进行分支的衍射光学元件63。利用该衍射光学元件63，从光盘(未图示)反射返回来的激光的一部分激光产生衍射，引向主面33上的信号处理用受光元件34、35、36接收光信号。

另外，在光学拾取头装置中在半导体器件的外部配置衍射光学元器件时，在封装件上部60就不形成衍射光学元件63。

利用这样的构成，由于半导体激光芯片牢固地固定在Si芯片的侧面，与主面上的布线连接，因此能够制造无论电气上、还是光学上都更稳定的薄型化及小型化的半导体器件。

再有，对于可重写型光盘，控制大输出功率半导体激光器的光输出功率是很重要的。若光输出功率增大达到所需要的以上，则产生的问题是，或者删除了光盘上记录的信息，或者对半导体激光器加上大的负载。另外，若光输出功率小于规定的输出，则产生的问题是，在对光盘进行记录时，不能完全删除前面记录的内容，记录本身只能不完全。因而，必须正确控制大输出功率半导体激光器的光输出功率为一定。为此，必须检测从大输出功率半导体激光器向光盘一方射出的激光的一部分，并根据该检测值来控制激光器电源的电流值，使得光输出功率为一定。

下面用图3，说明为了检测大输出功率半导体激光器的光输出功率的一部分而在反射镜部41形成的受光元件。

图3A所示为第1实施形态的半导体器件的半导体激光芯片及反射镜部的简要构成图，所示为将光集成元件31的半导体激光芯片39及反射镜部41的部分放大后从上方来看的简要构成图。

如图3A所示，在Si芯片37的主面33上形成受光元件34及36和对半导体激光芯片39注入电流用的布线64。另外，在Si芯片37的侧面42形成与半导体激光芯片39的表面电极连接的、从布线64连续连接的布线65。另外，半导体激光芯片39与布线65利用焊锡(未图示)连接。

另外，从半导体激光芯片39射出的激光44在反射镜部41的反射镜40的视在发光点56进行反射后，向垂直上方射出，到达光盘(未图示)。在Si反射面上形成金属薄膜或介质薄膜，在激光44用反射面40进行反射时，例如使1到2％左右的激光产生透射，激光44的一部分能够用光输出监控用受光元件66接受。

另外，图3B所示为第1实施形态的半导体器件的半导体激光芯片及反射镜部的简要剖视图，所示为图3A的从箭头D的方向来看用C-C线切断的剖面的、半导体激光芯片39及光输出监控用受光元件66的周边的放大简要构成图。

如图3B所示，光输出监控用受光元件66在这里例如是这样制成，即对p型Si基板67离子注入n型杂质的As等，形成n型区域68，制成PN结。利用该构成，能够推测整个激光的光输出功率，控制驱动激光的电流值，使得正确维持所希望的光输出功率。因而，能够更进一步稳定、并从半导体器件输出具有一定输出功率的激光。

下面用图4，利用将半导体激光芯片周边放大的简要构成图来说明半导体激光芯片的安装结构。

图4A所示为第1实施形态的半导体器件的半导体激光芯片的简要构成图，为从上方来看在Si芯片37的侧面42安装半导体激光芯片39的主要部分的简要构成图，图4B所示为第1实施形态的半导体器件的半导体激光芯片的简要剖视图，是从图4A的箭头E的方向来看半导体激光芯片39的安装的主要部分的简要构成图。

如图4A及4B所示，形成斜面或沟槽，从而形成与安装半导体激光芯片39的侧面42相邻的邻接面69及邻接面72，使得Si芯片37的与半导体激光芯片39的连接面的垂直于主面33的方向的长度小于半导体激光芯片39的垂直于主面33的方向的长度。以主面33上的布线64与邻接面69上的布线70分别连续相连的状态形成对半导体激光芯片39注入电流的布线，再与侧面42的电极65连接。半导体激光芯片39的表面电极(未图示)与电极65利用焊锡71连接。另外，半导体激光芯片39的背面电极(未图示)利用导体性引线51与Si芯片37的侧面上的连接电极74连接。该连接电极74利用侧面上的布线(未图示)与邻接面69上的布线75连接之后，通过主面33上的布线76，与电极52连接。

通过这样形成邻接面69及邻接面72，半导体激光芯片39能够以更高精度固定在Si芯片37的侧面42的规定位置。另外，通过用散热好的金属、例如金制成电极65，从而半导体激光芯片产生的热量能够通过该金属电极65，以更高效率散热。这里，可通过连续的电极70及64以高效率进行散热。

另外，由图4B也可知，在进行焊接时，即使焊锡多，但由于焊锡在半导体激光芯片39的侧面73不隆起，而流向邻接面69的72一方，因此不发生短路等，能得到高的可靠性。

(第2实施形态)

下面，用图5说明本发明第2实施形态的半导体器件的构成。

图5A所示为第2实施形态的半导体器件的主要构成零部件的光集成元件的安装状态立体图，所示为本实施形态的半导体器件80的主要构成零部件的光集成元件81及反射镜部82的安装状态立体图，图5B所示为第2实施形态的半导体器件的内部构成的简要构成图，所示为去掉半导体器件80的封装件上部、来看半导体器件80的内部构成的简要构成图。

在图5A中，在封装件(未图示)的金属底座32上安装光集成元件81，与第1实施形态不同，光集成元件81与反射镜部82不是一体化构成，而是分别作为一个个零部件进行安装的。

该光集成元件81将在主面33形成信号处理用受光元件34及35及36的Si芯片37、射出激光38的半导体激光芯片39、以及具有将激光38进行反射的反射面83的反射镜部82作为主要要素而构成。另外，将半导体激光芯片39配置在与Si芯片37的主面33相邻的侧面42。从该半导体激光芯片39的端面43射出的激光38利用与端面43相对安装的反射镜部82的反射面83，垂直于主面33向主面33一侧作为激光44射出。

关于读取光盘的信号的方法，由于与第1实施形态相同，因此省略说明。若能够这样将光集成元件81与反射镜部82作为一个个零部件来制造，则由于只要利用适合于制造各自零部件的工序，能够以简单的制造工序来制造，因此能够降低成本。即，反射镜部82例如可以在以薄条状形成反射镜条之后，切断成一片一片来使用。另外，由于光集成元件81不需要制造反射镜的工艺，因此只要利用通常的双极型Si工艺在单导电性的Si基板上形成即可。

另外，在上述说明中，反射镜部82是用Si半导体材料进行说明的。由于反射镜部82只要分别制成即可，因此也可以用玻璃材料或金属材料等材料制成。即，只要是能够在不改变激光38的强度及位相和它们的分布状态下进行反射的材料即可。

图5B所示为将图5A中说明的光集成元件81及反射镜部82与封装件下部53粘接的半导体器件80的简要构成图。而且，光集成元件81与反射镜部82不形成一体。在第1实施形态中，由于反射镜部40与Si芯片37形成一体化，因此半导体器件30中的主要安装精度仅由将半导体激光芯片39安装到规定的安装位置来决定。在本实施形态中，主要安装精度包含半导体激光芯片39的安装精度、和反射镜部82相对于半导体激光芯片39的光学安装精度的两方面的安装精度。

但是，通过预先将Si芯片37的平坦的侧面42与反射镜部82的平坦的侧面粘接，形成一体化，则能够使需要精密安装精度的安装仅仅是半导体激光芯片39的安装。

另外，在用Si半导体等半导体材料制造反射镜部时，也可以如图3所示的第1实施形态中说明的那样，在反射镜部形成检测一部分激光的光输出监控用受光元件。

另外，也可以如图4所示的第1实施形态中说明的那样，在Si芯片37的主面33与侧面42之间设置邻接面，形成将半导体激光芯片39的电极及连接电极与主面上的电极进行连接的布线。

如上所述，即使是分别形成光集成元件及反射镜部的情况，也能够与第1实施形态相同，通过配置半导体激光芯片，使得与封装件下部的长边的长度平行，从而即使谐振器长度延长，也不影响半导体器件的短边的长度，因此即使增大半导体激光器的输出功率，也能够使半导体器件实现薄型化及小型化，对于采用该半导体器件的光学拾取头装置、以及安装了该光学拾取头装置的光盘驱动器装置，也能够实现薄型化及小型化。

(第3实施形态)

下面，用图6说明本发明第3实施形态的半导体器件的构成。

图6A所示为第3实施形态的半导体器件的主要构成零部件的光集成元件的安装状态立体图，所示为本实施形态的半导体器件90的主要构成零部件的安装了半导体激光芯片39的第1Si芯片91及第2Si芯片92的安装状态立体图，图6B所示为第3实施形态的半导体器件的内部构成的简要构成图，所示为去掉半导体器件90的封装件上部、来看半导体器件90的内部构成的简要构成图。这里，第1Si芯片91成为安装了半导体激光芯片39的光集成元件。另外，第2Si芯片92也是将受光元件、电子电路及由反射面构成的反射镜进行集成的光集成元件。

在图6A中，在封装件(未图示)的金属底座32上安装了光集成元件、即第1Si芯片91及第2Si芯片92。成为将第1及第2实施形态的构成要素分成两个Si芯片进行安装、并完成功能的构成。

该第1Si芯片91在主面33上形成信号处理用受光元件34，在侧面42上安装半导体激光芯片39。另外，第2Si芯片92在主面93上形成信号处理用受光元件35及36，在侧面形成反射镜反射面83。第1Si芯片与第2Si芯片精密确定组装的位置关系，安装在金属底座32上。另外，从半导体激光芯片39的端面43射出的激光38利用与端面43相对安装的第2Si芯片92的反射镜反射面83，垂直于主面93向主面93一侧作为激光44射出。

关于读取光盘的信号的方法，由于与第1实施形态相同，因此省略说明。若能够这样将第1Si芯片91及第2Si芯片92作为一个个零部件来制造，则不制造第1实施形态中所示那样的复杂形状的Si元件也能够完成。另外，由于在第2Si芯片92的侧面形成反射镜反射面83的工序也在整个侧面构成，因此与第1实施形态中使用的工序相比，能够用简单的工序来实现。即，与第1实施形态相同，通过配置半导体激光芯片，使得与封装件下部的长边的长度平行，从而即使谐振器长度延长，也不影响半导体器件的短边的长度，因此即使增大半导体激光器的输出功率，也能够使半导体器件实现薄型化及小型化，对于采用该半导体器件的光学拾取头装置、以及安装了该光学拾取头装置的光盘驱动器装置，也能够实现薄型化及小型化，同时由于将安装的构成要素分成两个Si芯片，使各自的Si芯片的形状简化，通过这样能够提高批量性，因此能够降低整个半导体器件90的成本。

图6B所示为将图6A中说明的第1Si芯片91及第2Si芯片92与封装件下部53粘接的半导体器件90的简要构成图。如图6A所示，通过使第2Si芯片92的反射镜反射面83的下部的平坦面94与第1Si芯片91的相对的面紧靠接触，能够确保第1Si芯片91与第2Si芯片92的一个方向的组装精度。因而，若对各Si芯片的平坦面利用低指数面进行粘接，确保组装精度，则半导体器件90的主要安装精度仅由将半导体激光芯片39安装到规定的安装位置来决定。

另外，也可以如图4所示的第1实施形态中说明的那样，在第1Si芯片91的主面33与侧面42之间设置邻接面，形成将半导体激光芯片39的电极及连接电极与主面上的电极进行连接的布线。

(第4实施形态)

以下，用图7说明安装了第1至第3实施形态中所示的半导体器件的光学拾取头装置。

图7A所示为在半导体器件上配置了衍射光学元件的光学拾取头装置的简要构成图。

如图7A所示，光学拾取头装置的构成是在构成光学拾取头装置的壳体内安装第1至第3实施形态中所示的半导体器件100。在壳体内的从半导体器件100射出的激光射出方向的与半导体器件100相对的一端，设置向上反射镜104，利用该向上反射镜104，使射出光转弯90°。在转弯的激光的前进方向的壳体部分设置开口部，激光通过设置在开口部的物镜105，向光盘106射出。另外，在壳体内的半导体器件100与向上反射镜104之间，设置光学元器件103。在这样构成的光学拾取头装置101中，从半导体器件100的半导体激光芯片(未图示)射出的激光102用例如准直透镜等光学元器件103进行准直校正为平行光，利用向上反射镜104使光路转弯90°，然后利用物镜105聚焦在光盘106上进行记录的凹坑上。读取了该凹坑上的信号的激光102用光盘106进行反射，沿相同路径反向前进，返回半导体器件100。这时，利用在半导体器件100的封装件上部形成的衍射光学元件(未图示)，激光102进行分支，入射至受光元件(未图示)，读取记录在光盘上的信号。另外，光盘106利用由主轴电动机带动旋转的旋转轴109进行旋转。

这样构成的光学拾取头装置101的厚度由半导体器件100的宽度107来决定，半导体器件100的高度108影响小型化的指标即投影面积。在本实施形态中，相对于图9所示的以往的光学拾取头装置20，能够实现厚度为80％、投影面积为75％的光学拾取头装置101。

图7B所示为在半导体器件的外部配置了衍射光学元件的光学拾取头装置的简要构成图，所示为安装了第1至第3实施形态所示的半导体器件中在封装件上部没有形成衍射光学元件的半导体器件120的光学拾取头装置121的示意图。

从图7B的半导体器件120的半导体激光芯片(未图示)射出的激光102，用例如准直透镜等光学元器件103进行准直校正为平行光，利用向上反射镜104使光路转弯90°，然后利用物镜105聚焦在光盘106上进行记录的凹坑上。读取了该凹坑上的信号的激光102用光盘106进行反射，沿相同路径反向前进，返回半导体器件120。这时，利用配置在光学元器件103与向上反射镜104之间的衍射光学元件122，激光102进行分支，用光学元器件103进行聚焦，入射至受光元件(未图示)，读取记录在光盘上的信号。另外，光盘106利用由主轴电动机带动旋转的旋转轴109进行旋转。

这样构成的光学拾取头装置121的厚度，由半导体器件120的宽度107来决定，半导体器件120的高度108影响小型化的指标即投影面积。在本实施形态中，相对于图9所示的以往的光学拾取头装置20，能够实现厚度为80％、投影面积为75％的光学拾取头装置101。

下面，用图8说明使用图7中所示的光学拾取头装置的光盘驱动器装置。

图8所示为本发明的光盘驱动器装置的简要构成图，所示为使用本实施形态的光学拾取头装置101或121的光盘驱动器装置110。

在图8中，光盘驱动器装置110利用使光盘106旋转的驱动器机构来驱动旋转轴109。为了对光盘106进行信号的记录和重放，光学拾取头装置101或121利用沿盘片径向可自由移动的横移机构的支持轴111及112，沿移动方向113移动。由于光学拾取头装置101或121中安装了薄型化及小型化的本发明的半导体器件100，因此光学拾取头装置101或121如图8中说明的那样，实现了薄型化及小型化。因而，由于光学拾取头装置101或121的径向宽度114也小，因此光盘驱动器装置110也能够实现薄型化及小型化。

另外，在以上的说明中，虽然大输出功率半导体激光器是使用波长780nm频带的AlGaAs系列半导体激光器或波长650nm频带的AlGaInP系列半导体激光器束说明的，但若是能够用于可重写型光盘的大输出功率半导体激光器，则也可以使用蓝色激光器或紫外光激光器。另外，也可以使用两波长激光器或三波长激光器，半导体激光芯片可以形成为单片，也可以将多个芯片混合安装。

另外，在以上说明中，虽然是对于安装三个受光元件的情况进行说明的，但其个数可以根据设备的构成任意设定。

另外，在以上说明中，虽然在主面制成受光元件的芯片是用Si材料进行说明的，但也可以使用能够形成受光元件的其它材料、例如化合物半导体的AlGaAs、AlGaInP、AlGaN、SiC、SiGeC或其它材料构成。

再有，在以上说明中，虽然对于封装件是采用树脂铸模封装件进行说明的，但也可以采用其它的树脂封装件、金属封装件或陶瓷封装件等，对于封装件的材料及形态，只要是光学器件可使用的，则没有限制。

Claims (18)

1.一种半导体器件，射出及接受激光，其特征在于，具有：

将所述半导体器件进行封装的封装件；

在所述封装件的底座上形成的、具有一个或多个信号检测用受光元件的Si芯片；

在与所述Si芯片的与所述底座的连接面相邻的侧面配置的、使得谐振器长度方向与所述封装件的长边方向一致并从端面射出激光的半导体激光芯片；

具有将所述激光向垂直于所述封装件的主面的方向反射的反射面的反射镜部；以及

与所述Si芯片的电极电连接、成为所述半导体器件的外部电极的引线端。

2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

所述Si芯片与所述反射镜部构成一体。

3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

所述Si芯片与所述反射镜部分开。

4.一种半导体器件，射出及接受激光，其特征在于，具有：

将所述半导体器件进行封装的封装件；

在所述封装件的底座上形成的、具有一个或多个信号检测用受光元件的第1Si芯片；

在所述封装件的底座上形成的、具有一个或多个信号检测用受光元件的第2Si芯片；

在与所述第1Si芯片的与所述底座的连接面相邻的侧面配置的、使得谐振器长度方向与所述封装件的长边方向一致并从端面射出激光的半导体激光芯片；

在所述第2Si芯片上形成的、具有将所述激光向垂直于所述封装件的主面的方向反射的反射面的反射镜部；以及

与所述第1Si芯片或所述第2Si芯片的电极电连接、成为所述半导体器件的外部电极的引线端。

5.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

将所述Si芯片或所述第1Si芯片的所述侧面与所述半导体激光芯片通过电极进行连接。

6.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

将所述Si芯片或所述第1Si芯片的所述侧面与所述半导体激光芯片通过电极进行连接。

7.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

在所述半导体激光芯片的与所述Si芯片或所述第1Si芯片连接的表面，具有表面电极，

在所述Si芯片或所述第1Si芯片的所述侧面及所述信号检测用受光元件的形成面，具有与所述表面电极连接的布线。

8.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

在所述半导体激光芯片的与所述Si芯片或所述第1Si芯片连接的表面，具有表面电极，

在所述Si芯片或所述第1Si芯片的所述侧面及所述信号检测用受光元件的形成面，具有与所述表面电极连接的布线。

9.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

在所述侧面与所述连接面之间形成相邻的邻接面，使得所述Si芯片或所述第1Si芯片的与所述半导体激光芯片的连接面中的平行于所述连接面的方向的长度小于所述半导体激光芯片的平行于所述连接面的方向的长度。

10.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

在所述侧面与所述连接面之间形成相邻的邻接面，使得所述Si芯片或所述第1Si芯片的与所述半导体激光芯片的连接面中的平行于所述连接面的方向的长度小于所述半导体激光芯片的平行于所述连接面的方向的长度。

11.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

在所述反射镜部具有检测透过所述反射面的所述激光的一部分的受光元件。

12.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

在所述反射镜部具有检测透过所述反射面的所述激光的一部分的受光元件。

13.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

所述反射镜部的所述反射面由Si的低指数面形成。

14.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

所述反射镜部的所述反射面由Si的低指数面形成。

15.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

所述封装件是包含具有所述底座的封装件下部、以及将所述激光向封装件外部取出的封装件上部而构成。

16.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

所述封装件是包含具有所述底座的封装件下部、以及将所述激光向封装件外部取出的封装件上部而构成。

17.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，

在所述封装件上部具有将所述激光的一部分进行分支的衍射光学元件。

18.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，

在所述封装件上部具有将所述激光的一部分进行分支的衍射光学元件。

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