JP2000149311A - 光半導体装置及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】組立を容易に行うことができるとともに、小型
化できる光半導体装置を提供すること。 【解決手段】ベース基板５１上に設けられ、ベース基板
５１に対し平行に、かつ、互いに異なる方向への第１出
射光Ｌ及び第２出射光Ｌ′を出射する発光素子５２と、
第２出射光Ｌ′を受光する出力検出用受光素子５４と、
その光検知領域５３ａがベース基板５１と平行に配置さ
れた信号検出用受光素子５３と、入射する入射光Ｒを信
号検出用受光素子５３の光検知領域５３ａに反射させる
マイクロミラー５５とを備えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト
ディスク）、ＤＶＤ（ディジタルビデオディスク）等の
光記録媒体に光を照射・受光する発光受光モジュール等
の光半導体装置及びこの光半導体装置が組込まれた光ビ
ックアップ装置に関し、小型化・薄型化できるものに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のＣＤプレーヤー（光ピック
アップ装置）１０の構成の一例を示す図である。ＣＤプ
レーヤ１０は、筐体１０ａを備え、その内部にディスク
部１１と、ピックアップ部１２とを備えている。ピック
アップ部１２は、発光受光モジュール（光半導体装置）
２０と、ホログラム素子１３と、コリメートレンズ１４
と、平面ミラー１５と、対物レンズ１６とを備えてい
る。なお、図６中１１ａはＣＤ、１７は光路を示してい
る。

【０００３】このようなＣＤプレーヤ１０では、発光受
光モジュール２０からのレーザ光Ｌが光路１７に沿って
ホログラム素子１３、コリメートレンズ１４、平面ミラ
ー１５，対物レンズ１６を通り記録媒体であるＣＤ１１
ａに入射する。ＣＤ１１ａ表面で入射したレーザ光Ｌは
反射して記録情報を取り込む。その後、光路１７を逆に
進んでホログラム素子１３で回折され、発光受光モジュ
ール２０内の信号検出用受光素子（フォトダイオード）
に入射する。

【０００４】図７は発光受光モジュール２０を示す図で
ある。発光受光モジュール２０は、ベース基板２１上に
金属製のポスト２２が設けられており、ポスト２２の測
面にはレーザダイオード等の発光素子２４をその主面が
ベース基板２１に垂直になるように発光素子固定台２３
を介して取り付けられている。また、ポスト２２の上面
には入射光Ｒの強度を検出するための信号検出用受光素
子２５が設けられている。さらに、ポスト２２の下部の
斜面上には発光素子２４から出射されるレーザ光Ｌ′の
強度をモニタするための出力検出用受光素子２６が設け
られている。一般に発光素子２４ではレーザ光Ｌはチッ
プ端面から出射され、信号検出用受光素子２５ではチッ
プ主面で入射光Ｒを受光する。このために発光素子２４
と信号検出用受光素子２５の主面が互いに垂直になるよ
うにポスト２２を設け、発光素子２４をその側面に、信
号検出用受光素子２５を上面に配置する。

【０００５】図８は、別の発光受光モジュール３０を示
す図である。発光受光モジュール３０は、ベース基板３
１上にシリコン基板３２が設けられている。シリコン基
板３２には後述する発光素子３４から出射されるレーザ
光Ｌを反射させ光路を９０度変化させる４５度マイクロ
ミラー３３と発光素子３４が設けられている。また、発
光素子３４は発光素子３４からの出射レーザ光Ｌがマイ
クロミラー３３に到達する前に、シリコン基板３２に遮
られないように、凸状の発光素子搭載部３２ａ上に設け
られている。

【０００６】また、シリコン基板３２の上面には信号検
出用受光素子３５が設けられ、発光素子３４の後方には
出力検出用受光素子３６が設けられている。なお、この
発光受光モジュール３０では、発光素子３４からの出射
光Ｌがマイクロミラー３３で９０度方向を変化させるた
め、発光素子３４は主面が信号検出用受光素子３５およ
びベース基板３１と平行になるように取り付けられてい
る。

【０００７】なお、ピックアップ部１２は、信号検出用
受光素子３５によって検出されたフォーカス・ズレ信
号、位置ズレ信号等に基づいて、フォーカス合わせ、ト
ラッキング等を行うために、ＣＤ１１ａに対して高速で
正確に移動させる必要がある。このため、発光受光モジ
ュール２０，３０の軽量小型化が求められている。一
方、製品全体の小型化・薄型化も要求されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光半導
体装置である発光受光モジュール２０，３０にあって
は、次のような問題があった。すなわち、図７に示した
発光受光モジュール２０では、発光素子２４からのレー
ザ光Ｌの出射方向を信号検出用受光素子２５の主面２５
ａに垂直にするために、ポスト２２を設け、更にその側
面に発光素子２４を固定するようにしている。このた
め、発光受光モジュール２０の構造が複雑になり、組立
工程もベース基板２１を水平に保持して信号検出用受光
素子２５を固定、配線し、続いてベース基板２１を垂直
に保持して発光素子２４を固定し、配線する等大変複雑
になる。したがって、組立コストが高い、歩留まりが悪
い等の原因になる。

【０００９】一方、図８に示した発光受光モジュール３
０では、発光素子３４からのレーザ光Ｌをマイクロミラ
ー３３で反射、方向変換するので組み立て工程は単純に
なる。しかし、発光素子３４、信号検出用受光素子３
５、出力検出用受光素子３６、マイクロミラー３３を平
面に並べたために、レーザ光Ｌの出射入射方向、すなわ
ち図６中上方に向いた面積が大きくなり小型化に限度が
ある等の問題がある。

【００１０】そこで本発明は、組立を容易に行うことが
できるとともに、小型化できる光半導体装置及び薄型化
できる光ピックアップ装置を提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載された発明は、ベース
基板と、このベース基板上に設けられ、前記ベース基板
に対し平行に、かつ、互いに異なる方向への第１出射光
及び第２出射光を出射する発光素子と、前記ベース基板
上に設けられ、前記第２出射光を受光する出力検出用受
光素子と、前記ベース基板上に設けられ、その受光面が
前記ベース基板と平行に配置された信号検出用受光素子
と、前記ベース基板上に設けられ、入射する入射光を前
記信号検出用受光素子の受光面に反射させるミラーとを
備えるようにした。

【００１２】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、前記入射光は前記ベース基板
に対し平行に入射する。

【００１３】請求項３に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、前記信号検出用受光素子は、
前記ベース基板の表面側に設けられ、前記発光素子及び
前記出力検出用受光素子は、前記ベース基板の裏面側に
設けられている。

【００１４】請求項４に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、前記ミラーは前記受光素子の
上に設けられている。

【００１５】請求項５に記載された発明は、光半導体装
置から出射された第１の出射光を光記録媒体に照射し、
その反射光を前記光半導体装置で検知し、前記光記録媒
体に情報を記録、読み出しを行う光ピックアップ装置に
おいて、前記光半導体装置は、ベース基板と、このベー
ス基板上に設けられ、前記ベース基板に対し平行な前記
第１出射光及び前記ベース基板に対し平行、かつ、前記
第１の出射光に対し異なる方向への第２出射光を出射す
る発光素子と、前記ベース基板上に設けられ、前記第２
出射光を受光する出力検出用受光素子と、前記ベース基
板上に設けられ、その受光面が前記ベース基板と平行に
配置された信号検出用受光素子と、前記ベース基板上に
設けられ、前記反射光を前記信号検出用受光素子の受光
面に反射させるミラーとを備えるようにした。

【００１６】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。すなわち、請求項１に記載された発明では、発
光素子、出力検出用受光素子、信号検出用受光素子の各
主面をベース基板に対して平行とすることができるの
で、装置全体を薄型化することができる。

【００１７】請求項２に記載された発明では、入射光を
ベース基板に平行にすることで、さらに装置全体を薄型
化することができる。

【００１８】請求項３に記載された発明では、信号検出
用受光素子は、ベース基板の表面側に設けられ、発光素
子及び出力検出用受光素子は、ベース基板の裏面側に設
けられているので、設置面積を小さくすることができ
る。

【００１９】請求項４に記載された発明では、ミラーは
受光素子の上に設けられているので、装置全体を一体化
することができる。

【００２０】請求項５に記載された発明では、第１出射
光及び第２出射光をベース基板に平行とすることができ
るので、装置全体を薄型化することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係るＣＤプレーヤ等の光ピックアップ装置４０の構成
を示す図、図２は光ピックアップ装置４０に組込まれた
発光受光モジュール（光半導体装置）５０を示す斜視
図、図３は図２におけるＸ−Ｘ線で示す位置で切断した
発光受光モジュール５０の断面図である。

【００２２】光ピックアップ装置４０は、筐体４０ａを
備え、その内部にディスク部４１と、ピックアップ部４
２とを備えている。ピックアップ部４２は、発光受光モ
ジュール（光半導体装置）５０と、ホログラム素子４３
と、コリメートレンズ４４と、平面ミラー４５と、対物
レンズ４６とを備えている。なお、図７中４１ａはＣＤ
等の記録媒体、４７は光路を示している。

【００２３】発光受光モジュール５０は、図２に示すよ
うに、シリコン等の単結晶で形成されたベース基板５１
上に発光素子５２、信号検出用受光素子５３および出力
検出用受光素子５４が搭載されている。発光素子５２の
前端面からレーザ光（第１の出射光）Ｌが出射され記録
媒体４１ａに導かれている。発光素子５２の後端面から
強度をモニターするレーザ光（第２の出射光）Ｌ′が出
射され、発光素子５２の後隣りにその上面が発光素子５
２の発光点よりわずかに低くなるように設置された出力
検出用受光素子５４の上面に入射している。信号検出用
受光素子５３上には、図３に示すように、記録媒体４１
ａからの反射光Ｒが信号検出用受光素子５３の光検知領
域５３ａに入射するように位置を調整してマイクロミラ
ー５５が固定されている。

【００２４】なお、マイクロミラー５５は、図４の
（ａ）〜（ｆ）に示す工程で形成される。すなわち、図
４の（ａ）に示すように、シリコンウエハ６０上に酸化
膜（ＳｉＯ_２ ）６１を形成し、さらにその上にレジス
ト６２をパターン形成する。次に、図４の（ｂ）に示す
ように、レジスト６２をマスクとしてフッ化アンモニウ
ム等で酸化膜６１をエッチングする。さらに、図４の
（ｃ）に示すように、酸化膜６１をエッチングマスクと
して、水酸化カリウム等でシリコンを異方性エッチング
する。

【００２５】次に、図４の（ｄ）に示すように、ダイシ
ングして必要部分を切り出す。そして、図４の（ｅ）に
示すように、斜面に金等を蒸着して反射膜を形成しミラ
ーにし、図４の（ｆ）に示すように完成させる。

【００２６】このように、マイクロミラー５５はシリコ
ンウエハ６０を異方性エッチングすることにより高精度
に、かつ、大量に製作することができる。また、ミラー
面５５ａにはレーザ光Ｒの反射率を高めるために金、ニ
ッケル、白金等の金属膜を蒸着してある。なお、マイク
ロミラー５５の設置角度は４５度に限らず、入射光Ｒが
光検知領域５３ａに入射するようにマイクロミラー５５
の位置が調整できる範囲であれば構わない。しかし、信
号検出用受光素子５３の感度を低下させないためには信
号検出用受光素子５３への入射角は６０度以上が望まし
い。

【００２７】このように構成された光ピックアップ装置
４０では、次のようにして記録媒体４１ａへの記録・再
生を行う。すなわち、レーザダイオード５３からはレー
ザ光Ｌ，Ｌ′が出射される。前方出射光Ｌはホログラム
素子４３、コリメータレンズ４４、平面ミラー４５、対
物レンズ４６を介して記録媒体４１ａに照射される。記
録媒体４１ａ上で反射した反射光は、光路４７を逆に進
み、ホログラム素子４３で回折され発光受光モジュール
５０に入射する。発光受光モジュール５０内に入射した
入射光Ｒは、マイクロミラー５５のミラー面５５ａに反
射し、信号検出用フォトダイオード５３に入射し、信号
として検出される。一方、レーザ光Ｌ′は直接モニタ用
フォトダイオード５４に入射しレーザダイオード５２の
出力がモニタされる。

【００２８】上述したように、本実施の形態に係る光ピ
ックアップ装置４０では、発光素子５２から出射された
レーザ光Ｌが信号検出用受光素子５３に至る直前でマイ
クロミラー５５で反射するように配置することで、発光
素子５２と信号検出用受光素子５３の主面が互いに平行
になるように配置することができる。これに伴い、レー
ザ光Ｌ，Ｌ′、反射光Ｒの方向をベース基板５１に対し
平行とし、さらに、発光素子５２、信号検出用受光素子
５３、出力検出用受光素子５４のチップの各端面の向き
がベース基板５１と平行となるので、発光受光モジュー
ル５０の厚さが、ベース基板５１、信号検出用受光素子
５３、マイクロミラー５５の厚さの合計にパッケージを
加えた厚さとなり、小型化、特に薄型化を達成すること
ができる。

【００２９】また、構造が単純なため、パッケージのコ
ストが安くできるとともに、組立工程が単純で製造性が
良い、歩留まりが高いというメリットもある。さらに、
マイクロミラー５５の構造が単純で製造し易い、量産に
適している等の効果がある。

【００３０】図５は本発明の第２の実施の形態に係る発
光受光モジュール７０を示す断面図である。なお。この
図において図２及び図３と同一機能部分には同一符号を
付し、その詳細な説明を省略する。

【００３１】発光受光モジュール７０では、ベース基板
５１の上面に信号検出用受光素子５３およびマイクロミ
ラー５５を搭載し、下面に発光素子５２および出力検出
用受光素子５４を搭載している。これにより設置面積を
小さくすることができ、更に小型化を図ることができ
る。また、信号検出用受光素子５３底面をベース基板と
して用い、ベース基板を省略することもできる。

【００３２】なお、本発明は実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
実施可能であるのは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、発光素子、出力検出用
受光素子、信号検出用受光素子の各主面をベース基板に
対して平行とすることができるので、装置全体を薄型化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光半導体装置
が組込まれた光ピックアップ装置の構成を示す図。

【図２】同装置に組込まれた発光受光モジュールを示す
斜視図。

【図３】同発光受光モジュールを図２におけるＸ−Ｘ線
で切断し矢印方向に見た断面図。

【図４】同発光受光モジュールに組込まれたマイクロミ
ラーの形成工程を示す説明図。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る光半導体装置
を示す縦断面図。

【図６】従来の光半導体装置が組込まれた光ピックアッ
プ装置の構成を示す図。

【図７】同光ピックアップ装置に組込まれた発光受光モ
ジュールの一例を示す側面図。

【図８】同光ピックアップ装置に組込まれた発光受光モ
ジュールの別の例を示す側面図。

【符号の説明】 ４０…光ピックアップ装置 ４１…ディスク部 ４１ａ…記録媒体 ４２…ピックアップ部 ５０…発光受光モジュール（光半導体装置） ５１…ベース基板 ５２…発光素子 ５３…信号検出用受光素子 ５３ａ…光検知領域（受光面） ５４…出力検出用受光素子 ５５…マイクロミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D119 AA02 AA03 AA38 BA01 CA09 DA01 DA05 EA02 EA03 EC24 FA05 FA28 JA14 JA57 LB07 5F073 BA05 EA29 FA02 FA13 FA30 5F088 BA15 BB10 EA09 JA03 JA11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベース基板と、 このベース基板上に設けられ、前記ベース基板に対し平
   行に、かつ、互いに異なる方向への第１出射光及び第２
   出射光を出射する発光素子と、 前記ベース基板上に設けられ、前記第２出射光を受光す
   る出力検出用受光素子と、 前記ベース基板上に設けられ、その受光面が前記ベース
   基板と平行に配置された信号検出用受光素子と、 前記ベース基板上に設けられ、入射する入射光を前記信
   号検出用受光素子の受光面に反射させるミラーとを備え
   ていることを特徴とする光半導体装置。
2. 【請求項２】前記入射光は前記ベース基板に対し平行に
   入射することを特徴とする請求項１に記載の光半導体装
   置。
3. 【請求項３】前記信号検出用受光素子は、前記ベース基
   板の表面側に設けられ、 前記発光素子及び前記出力検出用受光素子は、前記ベー
   ス基板の裏面側に設けられていることを特徴とする請求
   項１に記載の光半導体装置。
4. 【請求項４】前記ミラーは前記受光素子の上に設けられ
   ていることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装
   置。
5. 【請求項５】光半導体装置から出射された第１の出射光
   を光記録媒体に照射し、その反射光を前記光半導体装置
   で検知し、前記光記録媒体に情報を記録、読み出しを行
   う光ピックアップ装置において、 前記光半導体装置は、ベース基板と、 このベース基板上に設けられ、前記ベース基板に対し平
   行な前記第１出射光及び前記ベース基板に対し平行、か
   つ、前記第１の出射光に対し異なる方向への第２出射光
   を出射する発光素子と、 前記ベース基板上に設けられ、前記第２出射光を受光す
   る出力検出用受光素子と、 前記ベース基板上に設けられ、その受光面が前記ベース
   基板と平行に配置された信号検出用受光素子と、 前記ベース基板上に設けられ、前記反射光を前記信号検
   出用受光素子の受光面に反射させるミラーとを備えてい
   ることを特徴とする光半導体装置。