JP2000215503A - Optically integrated device - Google Patents

Optically integrated device

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JP2000215503A
JP2000215503A JP11018416A JP1841699A JP2000215503A JP 2000215503 A JP2000215503 A JP 2000215503A JP 11018416 A JP11018416 A JP 11018416A JP 1841699 A JP1841699 A JP 1841699A JP 2000215503 A JP2000215503 A JP 2000215503A
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JP
Japan
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light
optical waveguide
optical
propagation loss
integrated device
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JP11018416A
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Japanese (ja)
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Masataka Izawa
正隆 伊澤
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Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain integration by a process for producing a semiconductor substrate and to easily produce an optically integrated device for an optical pickup device at a reduced production cost while miniaturizing the entire device, enhancing effective utilization efficiency of light quantity and effectively making good use of existing resources. SOLUTION: An aluminum light shielding layer 23, a buffer layer 26, an optical waveguide 27 and a grating 28 are successively formed on a semiconductor substrate 20 by a process for producing a semiconductor and a propagation loss reducing film 29, having a higher refractive index than the optical waveguide 27, is formed in a prescribed thickness on the optical waveguide 27 corresponding to a region with the aluminum light shielding layer 23 in the same process as the process for forming the grating 28.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、CD(Compact Di
sc)、LVD(Laser Vision Disc)、DVD等の記録
媒体に記録された情報を光学的に再生し、または記録媒
体に情報を光学的に記録する光ピックアップ装置に用い
られる光集積装置の技術分野に属するものである。
The present invention relates to a CD (Compact Diode).
sc), an optical integrated device used for an optical pickup device for optically reproducing information recorded on a recording medium such as an LVD (Laser Vision Disc), a DVD, or optically recording information on a recording medium. It belongs to

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、上述のような光ピックアップ装置
としては、特開平4−89634号公報に開示されてい
るように、半導体基板上に発光手段として半導体レーザ
を備えると共に、この半導体基板内に、位相膜層、偏光
膜層、回折格子、光導波路、及び第1の受光部を積層形
成し、更に光導波路の端部に第2の受光部を設けたもの
がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical pickup device as described above, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-89634, a semiconductor laser is provided as a light emitting means on a semiconductor substrate, and a semiconductor laser is provided in the semiconductor substrate. There is a type in which a phase film layer, a polarizing film layer, a diffraction grating, an optical waveguide, and a first light receiving unit are formed in a stacked manner, and further, a second light receiving unit is provided at an end of the optical waveguide.

【0003】この光ピックアップ装置においては、半導
体レーザから位相膜層に対して所定の俯角でレーザ光が
照射されると、レーザ光はこの位相膜層を透過し偏光膜
層の表面で反射して光ディスクの情報面に集光投射され
る。そして、光ディスクの情報面で回折・反射したレー
ザ光は位相膜層及び偏光膜層を透過し、回折格子に入射
する。大部分の反射レーザ光は、この回折格子を透過し
て基板下方へ向かう透過光となり、残りは光導波路によ
って伝搬される導波光となる。透過光は、第1の受光部
に受光され、この第1の受光部によりトラッキングエラ
ー信号、RF信号等が生成される。また、導波光は、光
導波路の端部に形成された第2の受光部に受光され、こ
の第2の受光部によりフォーカスカラー信号が生成され
る。
In this optical pickup device, when a semiconductor laser irradiates the phase film layer with laser light at a predetermined depression angle, the laser light transmits through the phase film layer and is reflected on the surface of the polarizing film layer. The light is condensed and projected on the information surface of the optical disk. Then, the laser light diffracted and reflected on the information surface of the optical disk passes through the phase film layer and the polarizing film layer and enters the diffraction grating. Most of the reflected laser light is transmitted through this diffraction grating and travels downward from the substrate, and the rest is guided light propagated by the optical waveguide. The transmitted light is received by a first light receiving unit, and the first light receiving unit generates a tracking error signal, an RF signal, and the like. The guided light is received by a second light receiving portion formed at an end of the optical waveguide, and a focus color signal is generated by the second light receiving portion.

【0004】この光ピックアップ装置によれば、各構成
手段を半導体基板の製造工程により集積するので、装置
全体を小型化できると共に、光量の有効利用効率を向上
させることができる。
According to this optical pickup device, since the respective components are integrated in the manufacturing process of the semiconductor substrate, it is possible to reduce the size of the entire device and to improve the efficiency of effectively using the amount of light.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の光ピックアップ装置においては、光導波路の下層
に、受光部のためのアルミニウム配線層、あるいは受光
部から所定の信号を生成するためのアンプ部を遮光する
ためのアルミニウム遮光層が設けられており、光導波路
によって伝搬される導波光が、前記アルミニウム配線層
またはアルミニウム遮光層の吸収により、電磁界分布が
光導波路内で非対象となり、伝搬損失が増大するという
問題があった。
However, in the conventional optical pickup device, an aluminum wiring layer for a light receiving portion or an amplifier portion for generating a predetermined signal from the light receiving portion is provided below the optical waveguide. An aluminum light-shielding layer for shielding light is provided, and guided light propagated by the optical waveguide is absorbed by the aluminum wiring layer or the aluminum light-shielding layer, so that the electromagnetic field distribution is asymmetric in the optical waveguide, and the propagation loss is reduced. There was a problem of increasing.

【0006】そこで、本発明は、このような問題を解決
し、半導体基板の製造工程により集積化を図り、装置全
体を小型化できると共に、光量の有効利用効率を向上さ
せることができるだけでなく、光導波路による伝搬損失
を低減できる光ピックアップ装置用の光集積装置を提供
することを課題としている。
Accordingly, the present invention can solve such a problem, not only can achieve the integration by the manufacturing process of the semiconductor substrate, can reduce the size of the whole device, but also can improve the effective use efficiency of the light quantity. An object of the present invention is to provide an optical integrated device for an optical pickup device that can reduce propagation loss due to an optical waveguide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の光集積
装置は、前記課題を解決するために、発光手段から発光
出射された光を記録情報が記録された光情報記録担体に
対して照射すると共に、前記光情報記録担体で反射され
た反射光を受光する光ピックアップ装置に用いられ半導
体基板上に積層形成された光集積装置であって、導波光
を伝搬する光導波路と、前記光導波路上に積層され、前
記反射光を前記光導波路に伝搬させる導波光と前記光導
波路を透過させる透過光とに入力結合する結合器を前記
光導波路と共に形成する光波結合手段と、前記結合器を
形成する領域外の前記光導波路上に積層され前記光導波
路と異なる屈折率を有する伝搬損失低減膜とを備えたこ
とを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical integrated device, comprising: an optical information recording medium on which recording information is recorded; An optical integrated device used for an optical pickup device for irradiating and receiving the reflected light reflected by the optical information recording carrier and laminated on a semiconductor substrate, wherein the optical waveguide propagates guided light; A light wave coupling unit that is stacked on a wave path, and that forms a coupler together with the optical waveguide to couple the guided light that propagates the reflected light to the optical waveguide and the transmitted light that passes through the optical waveguide; and And a propagation loss reducing film having a refractive index different from that of the optical waveguide and laminated on the optical waveguide outside the region where the optical waveguide is formed.

【0008】請求項1に記載の光集積装置によれば、発
光手段から発光出射され光情報記録担体に対して照射さ
れた光は、光情報記録担体で反射され、その反射光は光
集積装置の光波結合手段に入射する。光波結合手段は、
光導波路と共に結合器を形成しており、入射した反射光
を、光導波路に伝搬させる導波光と、光導波路を透過さ
せる透過光とに入力結合する。透過光は、光導波路を透
過して受光手段により受光される。また、導波光は光導
波路によって伝搬されるが、前記結合器を形成する領域
外の光導波路上には、光導波路と異なる屈折率を有する
伝搬損失低減膜が積層形成されているので、導波光の振
幅分布は、伝搬損失低減膜側に片寄る傾向を有する。従
って、光導波路の下層部側にアルミニウム製の遮光膜や
配線層が存在し、導波光がアルミニウムの吸収により振
幅分布にアルミニウム製の遮光膜や配線層側への片寄り
が生じる傾向にあっても、全体としては、これらの二つ
の片寄り傾向の間でバランスが取られることになり、何
れの側にも片寄ることのないガウシアン分布が維持され
ることになる。その結果、光導波路伝搬中における導波
光の伝搬損失は低減し、光量の有効利用効率が向上する
こととなる。
According to the optical integrated device of the first aspect, the light emitted from the light emitting means and emitted to the optical information recording carrier is reflected by the optical information recording carrier, and the reflected light is reflected by the optical integrated device. Incident on the light wave coupling means. Light wave coupling means,
A coupler is formed together with the optical waveguide, and the incident reflected light is input-coupled to the guided light that propagates through the optical waveguide and the transmitted light that passes through the optical waveguide. The transmitted light passes through the optical waveguide and is received by the light receiving means. Further, the guided light is propagated by the optical waveguide, but a propagation loss reducing film having a refractive index different from that of the optical waveguide is laminated on the optical waveguide outside the region where the coupler is formed. Has a tendency to be shifted toward the propagation loss reducing film side. Therefore, there is an aluminum light-shielding film or wiring layer on the lower layer side of the optical waveguide, and the amplitude distribution of the guided light tends to be shifted toward the aluminum light-shielding film or wiring layer due to the absorption of aluminum. Again, as a whole, a balance will be struck between these two biasing tendencies, and a Gaussian distribution will be maintained which will not be biased on either side. As a result, the propagation loss of the guided light during propagation of the optical waveguide is reduced, and the effective use efficiency of the light amount is improved.

【0009】請求項2に記載の光集積装置は、前記課題
を解決するために、請求項1に記載の光集積装置におい
て、前記伝搬損失低減膜は、前記光導波路の屈折率より
も高い屈折率を有することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical integrated device according to the first aspect, wherein the propagation loss reducing film has a refractive index higher than a refractive index of the optical waveguide. It is characterized by having a rate.

【0010】請求項2に記載の光集積装置によれば、光
導波路内を伝搬する導波光の振幅分布は、屈折率の高い
媒体側へ片寄る傾向にあり、光導波路上に積層され光導
波路の屈折率よりも高い屈折率を有する伝搬損失低減膜
側に片寄る傾向を示す。従って、光導波路の下層部側に
アルミニウム製の遮光膜や配線層が存在し、導波光がア
ルミニウムの吸収により振幅分布にアルミニウム製の遮
光膜や配線層側への片寄りが生じる傾向にあっても、全
体としてはこれらの二つの片寄り傾向の間でバランスが
取られることになり、何れの側にも片寄ることのないガ
ウシアン分布が維持されることになる。その結果、光導
波路伝搬中における導波光の伝搬損失は低減し、光量の
有効利用効率が向上することとなる。
According to the optical integrated device of the second aspect, the amplitude distribution of the guided light propagating in the optical waveguide tends to be shifted toward the medium having a high refractive index, and is laminated on the optical waveguide. It tends to be shifted toward the propagation loss reducing film having a higher refractive index than the refractive index. Therefore, there is an aluminum light-shielding film or wiring layer on the lower layer side of the optical waveguide, and the amplitude distribution of the guided light tends to be shifted toward the aluminum light-shielding film or wiring layer due to the absorption of aluminum. However, as a whole, there will be a balance between these two biasing tendencies, and a Gaussian distribution will be maintained which will not be biased on either side. As a result, the propagation loss of the guided light during propagation of the optical waveguide is reduced, and the effective use efficiency of the light amount is improved.

【0011】請求項3に記載の光集積装置は、前記課題
を解決するために、請求項1に記載の光集積装置におい
て、前記光導波路は、バッファ層上に積層されており、
前記伝搬損失低減膜は、前記導波路の屈折率よりも低
く、前記バッファ層と等しい屈折率を有することを特徴
とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical integrated device according to the first aspect, wherein the optical waveguide is stacked on a buffer layer.
The propagation loss reducing film has a lower refractive index than the waveguide and has the same refractive index as the buffer layer.

【0012】請求項3に記載の光集積装置によれば、伝
搬損失低減膜とバッファ層の屈折率が等しいために、伝
搬損失低減膜とバッファ層に挟まれる光導波路について
は、屈折率の関係が光導波路に対して対称となり、導波
光の振幅分布の層厚方向に対する振動は抑えられ、下層
部にアルミニウム製の遮光層または配線層が存在する場
合でも、アルミニウムによる吸収の影響を受け難くな
る。その結果、導波光の振幅分布は、伝搬損失低減膜側
とバッファ層側の何れの側にも片寄ることのないガウシ
アン分布の形状が維持され、光導波路伝搬中における導
波光の伝搬損失は低減し、光量の有効利用効率が向上す
ることとなる。
According to the optical integrated device of the third aspect, since the propagation loss reducing film and the buffer layer have the same refractive index, the optical waveguide sandwiched between the propagation loss reducing film and the buffer layer has a refractive index relationship. Becomes symmetrical with respect to the optical waveguide, the vibration of the amplitude distribution of the guided light in the layer thickness direction is suppressed, and even when the light shielding layer or the wiring layer made of aluminum is present in the lower layer, it is hardly affected by the absorption by aluminum. . As a result, the amplitude distribution of the guided light maintains the shape of a Gaussian distribution that is not deviated on either the propagation loss reducing film side or the buffer layer side, and the propagation loss of the guided light during propagation of the optical waveguide is reduced. Therefore, the effective use efficiency of the light amount is improved.

【0013】請求項4に記載の光集積装置は、前記課題
を解決するために、請求項1乃至請求項3の何れか一項
に記載の光集積装置において、前記光波結合手段の高さ
は、入力結合効率を飽和させる高さであって、且つ、所
定の損失低減能を得る前記伝搬損失低減膜の膜厚に相当
する高さに設定されていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical integrated device as set forth in any one of the first to third aspects, wherein the height of the light wave coupling means is set to one. And a height that saturates the input coupling efficiency and is set to a height corresponding to the thickness of the propagation loss reducing film that obtains a predetermined loss reducing ability.

【0014】請求項4に記載の光集積装置によれば、光
波結合手段の高さは、入力結合効率を飽和させる高さを
備えつつ、伝搬損失低減膜が所定の損失低減能を示し得
る膜厚に相当する高さを備えている。従って、光波結合
手段と伝搬損失低減膜は同一工程で作製でき、光集積装
置の製造コストが低減される。また、以上のような光波
結合手段と伝搬損失低減膜を同一工程で作製することに
より、入力結合効率が飽和すると共に、伝搬損失低減膜
による伝搬損失が低減され、光量の有効利用効率が向上
する。
According to the optical integrated device of the fourth aspect, the height of the light wave coupling means is such that the propagation loss reducing film has a predetermined loss reducing ability while having a height that saturates the input coupling efficiency. It has a height corresponding to the thickness. Therefore, the light wave coupling means and the propagation loss reducing film can be manufactured in the same process, and the manufacturing cost of the optical integrated device is reduced. Further, by manufacturing the light wave coupling means and the propagation loss reducing film in the same process, the input coupling efficiency is saturated, the propagation loss by the propagation loss reducing film is reduced, and the effective use amount of light is improved. .

【0015】請求項5に記載の光集積装置は、前記課題
を解決するために、請求項1乃至請求項4の何れか一項
に記載の光集積装置において、前記反射光はTMモード
のレーザ光であることを特徴する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical integrated device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the reflected light is a TM mode laser. It is characterized by being light.

【0016】請求項5に記載の光集積装置によれば、光
情報記録担体からの反射光はTMモードのレーザ光なの
で、光導波路における伝搬損失を受け易いが、上述した
ように伝搬損失低減膜によって伝搬損失が低減されるの
で、光量の有効利用効率が向上する。
According to the optical integrated device of the fifth aspect, since the reflected light from the optical information recording carrier is a TM mode laser beam, it is liable to receive a propagation loss in the optical waveguide. As a result, the propagation loss is reduced, and the effective use efficiency of the light amount is improved.

【0017】請求項6に記載の光集積装置は、前記課題
を解決するために、請求項1乃至請求項5の何れか一項
に記載の光集積装置において、前記光導波路の下層に
は、アルミニウムからなる配線層または遮光層が形成さ
れており、前記伝搬損失低減膜は、前記配線層または遮
光層上の位置に設けられることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an optical integrated device according to any one of the first to fifth aspects, wherein: A wiring layer or a light shielding layer made of aluminum is formed, and the propagation loss reducing film is provided at a position on the wiring layer or the light shielding layer.

【0018】請求項6に記載の光集積装置によれば、光
導波路を伝搬する導波光は、光導波路の下層のアルミニ
ウムからなる配線層または遮光層の吸収の影響を受ける
が、光導波路上には、これらの配線層または遮光層上の
位置に伝搬損失低減膜が設けられているので、前記影響
を抑える。その結果、導波光の振幅分布は、伝搬損失低
減膜側と配線層または遮光層側の何れの側にも片寄るこ
とのないガウシアン分布の形状が維持され、光導波路伝
搬中における導波光の伝搬損失は低減し、光量の有効利
用効率が向上することとなる。
According to the optical integrated device of the sixth aspect, the guided light propagating through the optical waveguide is affected by the absorption of the aluminum wiring layer or the light-shielding layer below the optical waveguide. Since the propagation loss reducing film is provided at a position on these wiring layers or light shielding layers, the above-mentioned effect is suppressed. As a result, the amplitude distribution of the guided light maintains the shape of a Gaussian distribution that is not offset to either the propagation loss reducing film side and the wiring layer or the light shielding layer side, and the propagation loss of the guided light during propagation of the optical waveguide is maintained. Is reduced, and the effective use efficiency of the light amount is improved.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について、添付図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0020】[第1の実施形態]本発明の第1の実施形
態を図1乃至図12に基づいて説明する。まず、本実施
形態における光ピックアップ装置の概要について説明す
る。
[First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, an outline of the optical pickup device according to the present embodiment will be described.

【0021】(光ピックアップ装置の概要)図1は、本
発明の一実施形態における光ピックアップ装置1の概略
構成を示す斜視図である。図1において、光ピックアッ
プ装置1は、発光手段としての半導体レーザ12を備え
た半導体レーザ部2と、半導体基板20上に積層形成さ
れた光集積装置3とから構成される。半導体基板20と
サブマウント11はマウントベース10上にボンディン
グされており、半導体レーザ12は、前記光集積装置3
の上面に対して所定の角度でレーザ光を発光出射するよ
うに設定されている。
(Overview of Optical Pickup Device) FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical pickup device 1 according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, an optical pickup device 1 includes a semiconductor laser unit 2 provided with a semiconductor laser 12 as a light emitting unit, and an optical integrated device 3 laminated on a semiconductor substrate 20. The semiconductor substrate 20 and the submount 11 are bonded on the mount base 10, and the semiconductor laser 12 is mounted on the optical integrated device 3.
Is set to emit and emit laser light at a predetermined angle with respect to the upper surface of the laser beam.

【0022】光集積装置3は、図1に示すX−X’線に
おける断面図である図2に示すように、第1の受光部2
1及び第2の受光部22が形成されたシリコン(Si)
製の半導体基板20上に、アルミ遮光膜23と、前記ア
ルミ遮光膜23によって生じた段差を平坦化するために
設けられたSOG(Spin On Glass)層24と、前記S
OG層24上に設けられたSiO2バッファ層25と、
前記SiO2バッファ層25上に設けられレーザ光を透
過させると共に導波光として伝搬させる光導波路27
と、前記光導波路27上に形成されレーザ光を透過光と
導波光とに分離する光波結合手段としてのグレーティン
グ28と、前記光導波路27上に設けられた伝搬損失低
減膜29とが、積層形成されて構成されている。
As shown in FIG. 2 which is a cross-sectional view taken along the line XX 'shown in FIG.
Silicon (Si) on which the first and second light receiving portions 22 are formed
An aluminum light shielding film 23, an SOG (Spin On Glass) layer 24 provided for flattening a step caused by the aluminum light shielding film 23,
An SiO 2 buffer layer 25 provided on the OG layer 24;
An optical waveguide 27 provided on the SiO 2 buffer layer 25 for transmitting laser light and propagating it as guided light.
A grating 28 formed on the optical waveguide 27 and serving as a light wave coupling means for separating laser light into transmitted light and guided light, and a propagation loss reducing film 29 provided on the optical waveguide 27; It is configured.

【0023】グレーティング28は、本実施形態では、
一例としてTiO2で形成し、長さLを1.0mm、厚
さを0.05μmとした。また、本実施形態では、この
グレーティング28と光導波路27とによりグレーティ
ングカップラを構成している。グレーティングカップラ
は半導体レーザ12から照射されたTEモードのレーザ
光を、光集積装置3の外部に反射させると共に、光ディ
スクで反射された後にTMモードのレーザ光として照射
される戻り光の大部分を下方へ透過させ、且つ一部を導
波光として光導波路27によって伝搬させる。このよう
に本実施形態におけるグレーティングカップラは、光デ
ィスクからの戻り光を光導波路27に入力結合させる構
成であるため、グレーティング周期は使用するレーザ光
の波長と同程度あるいはそれ以下に設定されている。ま
た、本実施形態におけるグレーティング28は、図1に
示すように光導波路27による導波光の伝搬方向に沿っ
た中心線Oを境にして左右に2分割されており、グレー
ティング28のパターンは左右で異なるように設定され
ている。グレーティング28のパターンは左右いずれも
曲線で、グレーティングの周期が場所によって異なる、
いわゆるチャーピングされた状態になっている。
In this embodiment, the grating 28 is
As an example, it was formed of TiO 2 , the length L was 1.0 mm, and the thickness was 0.05 μm. In this embodiment, the grating 28 and the optical waveguide 27 constitute a grating coupler. The grating coupler reflects the TE-mode laser light emitted from the semiconductor laser 12 to the outside of the optical integrated device 3 and reflects most of the return light, which is reflected on the optical disk and then emitted as the TM-mode laser light, downward. , And a part of the light is propagated by the optical waveguide 27 as guided light. As described above, the grating coupler in the present embodiment has a configuration in which the return light from the optical disc is input-coupled to the optical waveguide 27, and therefore, the grating period is set to be equal to or less than the wavelength of the laser light to be used. Further, the grating 28 in the present embodiment is divided into right and left by a center line O along the propagation direction of the guided light by the optical waveguide 27 as shown in FIG. 1, and the pattern of the grating 28 is divided into right and left. It is set differently. The pattern of the grating 28 is curved on both the left and right, and the period of the grating differs depending on the location.
It is in a so-called chirping state.

【0024】光導波路27は、一例として厚さ0.65
μmのコーニング7059からなり、屈折率は1.53
である。光導波路27の上層側は、上述したグレーティ
ング28及び後述する伝搬損失低減膜29が設けられた
領域を除いて、空気層と接しており、グレーティング2
8及び伝搬損失低減膜29についても空気層と接してい
る。また、光導波路27の下層側には、屈折率1.4
3、厚さ0.40μmのSOG層24と、屈折率1.4
7、厚さ0.70μmのSiO2層25とからなるバッ
ファ層26が設けられている。このように、光導波路2
7は、屈折率が周囲の層よりも高くなるように設定さ
れ、更に所定の厚さに形成されることにより、所定の導
波条件を満たしており、グレーティング28によって入
力結合される導波光を導波モードで伝搬させる。また、
第2の受光部22とアルミ遮光膜23の境界位置周辺
は、図2に示すようにバッファ層26がアルミ遮光層2
3側から第2の受光部22側に下がる傾斜を有してお
り、第2の受光部22の上部のバッファ層26は他の部
分よりも薄く形成されている。このような構成により、
第2の受光部22の上部においては、基板との位相整合
により、光導波路27は放射モードとなり、導波光を放
射する。
The optical waveguide 27 has, for example, a thickness of 0.65
μm Corning 7059 with a refractive index of 1.53
It is. The upper layer side of the optical waveguide 27 is in contact with the air layer except for a region where the above-described grating 28 and a later-described propagation loss reducing film 29 are provided.
8 and the propagation loss reducing film 29 are also in contact with the air layer. The lower layer side of the optical waveguide 27 has a refractive index of 1.4.
3. SOG layer 24 having a thickness of 0.40 μm and a refractive index of 1.4
7. A buffer layer 26 made of a 0.70 μm thick SiO 2 layer 25 is provided. Thus, the optical waveguide 2
7 is set so that the refractive index is higher than that of the surrounding layers, and is formed to have a predetermined thickness, thereby satisfying a predetermined waveguide condition. The light is propagated in the guided mode. Also,
Around the boundary between the second light receiving portion 22 and the aluminum light shielding film 23, as shown in FIG.
The buffer layer 26 has a slope that descends from the third side to the second light receiving unit 22 side, and the buffer layer 26 above the second light receiving unit 22 is formed thinner than other portions. With such a configuration,
Above the second light receiving unit 22, the optical waveguide 27 is in a radiation mode due to phase matching with the substrate, and emits guided light.

【0025】なお、アルミ遮光層23は、図3に示すよ
うに、半導体基板20上に設けられた熱酸化膜23a上
に形成されており、更にアルミ遮光層23上には保護膜
23bが形成されている。
The aluminum light shielding layer 23 is formed on a thermal oxide film 23a provided on the semiconductor substrate 20, as shown in FIG. 3, and a protective film 23b is formed on the aluminum light shielding layer 23. Have been.

【0026】また、光導波路27の上層であって、アル
ミ遮光層23が設けられた領域に対応する領域には、図
2及び図3に示すように、長さW1が2.0mm、膜厚
が0.05μm、屈折率が2.00のTiO2からなる
伝搬損失低減膜29が設けられている。光導波路27の
伝搬経路上にこのような伝搬損失低減膜29を設けるこ
とにより、図3に示すようにガウシアン分布を有して光
導波路27に入射される導波光は、光導波路27中にお
いてもこの分布状態が保たれ良好に伝搬される。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the upper layer of the optical waveguide 27, which corresponds to the area where the aluminum light shielding layer 23 is provided, has a length W1 of 2.0 mm and a film thickness of 2.0 mm. Is provided with a propagation loss reducing film 29 made of TiO 2 having a refractive index of 0.05 μm and a refractive index of 2.00. By providing such a propagation loss reducing film 29 on the propagation path of the optical waveguide 27, guided light having a Gaussian distribution and entering the optical waveguide 27 as shown in FIG. This distribution is maintained and the signal is propagated well.

【0027】TMモードのレーザ光の光導波路27内に
おける電磁界の振幅分布の一例を図5に示す。図5は、
伝搬損失低減膜29の長さW1を2.0mm、膜厚を
0.05μm、屈折率を2.00とし、光導波路27の
屈折率を1.53とした時の、光導波路27の伝搬損失
低減膜29が設けられた領域の伝搬長さに対する電磁界
の振幅分布を示す図である。ここで、光導波路27の伝
搬長さは、図2に示す伝搬損失低減膜29が設けられた
グレーティング28側の端部aを原点として、反対側の
端部bまでの伝搬長さを示している。なお、図5におい
ては、半導体基板20上の層の厚さを、図2に示すアル
ミ遮光層23と半導体基板20の境界位置cをゼロとし
て正の値で表しており、例えば2.5μmの層厚は光導
波路27の中央部までの層厚となっている。また、半導
体基板20側の位置は負の値で表している。
FIG. 5 shows an example of the amplitude distribution of the electromagnetic field in the optical waveguide 27 of the TM mode laser light. FIG.
Propagation loss of the optical waveguide 27 when the length W1 of the propagation loss reducing film 29 is 2.0 mm, the thickness is 0.05 μm, the refractive index is 2.00, and the refractive index of the optical waveguide 27 is 1.53. FIG. 4 is a diagram illustrating an amplitude distribution of an electromagnetic field with respect to a propagation length of a region where a reduction film 29 is provided. Here, the propagation length of the optical waveguide 27 indicates the propagation length from the end a on the grating 28 side where the propagation loss reducing film 29 shown in FIG. 2 is provided to the end b on the opposite side. I have. In FIG. 5, the thickness of the layer on the semiconductor substrate 20 is represented by a positive value with the boundary position c between the aluminum light shielding layer 23 and the semiconductor substrate 20 shown in FIG. The layer thickness is the thickness up to the center of the optical waveguide 27. The position on the semiconductor substrate 20 side is represented by a negative value.

【0028】図5から判るように、前記伝搬損失低減膜
29の端部aの位置(0.0mm)において約1.00
であった電磁界の振幅が、前記端部b側に進むに従って
徐々に低下し、2.0mmの位置では約0.25にまで
減少するが、振幅の分布状態はガウシンアン分布の状態
を保っている。本実施形態においては、長さW1(b−
a)を2.0mmに設定しているので、導波光がこの長
さW1の領域を伝搬し終えるまでの間において、電磁界
の振幅分布状態がガウシンアン分布の状態に保たれるこ
とが判る。
As can be seen from FIG. 5, the position (0.0 mm) of the end a of the propagation loss reducing film 29 is about 1.00.
The amplitude of the electromagnetic field, which has been described above, gradually decreases toward the end b, and decreases to about 0.25 at the position of 2.0 mm, but the distribution of the amplitude maintains the Gaussian Ann distribution. I have. In the present embodiment, the length W1 (b−
Since a) is set to 2.0 mm, it can be seen that the amplitude distribution state of the electromagnetic field is maintained in a Gaussian An distribution state until the guided light has finished propagating through the area of the length W1.

【0029】次に、第1の受光部21は、RF信号及び
トラッキングエラー信号生成用の4分割された受光部で
あり、グレーティング28の直下位置または直下位置か
らややずれた近傍位置に設けられている。
Next, the first light receiving section 21 is a four-divided light receiving section for generating an RF signal and a tracking error signal, and is provided immediately below the grating 28 or at a position slightly shifted from the position immediately below the grating 28. I have.

【0030】また、第2の受光部22は、フォーカスエ
ラー信号生成用の2分割された受光部であり、グレーテ
ィング28から離れた位置に設けられ、十分な光路長が
確保されている。
The second light receiving section 22 is a two-divided light receiving section for generating a focus error signal, is provided at a position distant from the grating 28, and has a sufficient optical path length.

【0031】(従来の光集積装置との比較)次に、本実
施形態の光集積装置と従来の光集積装置とを比較して説
明する。図4に従来の光集積装置の構成を示す。従来の
光集積装置は、図4に示すように、光導波路27上に伝
搬損失低減膜29が設けられていない。従って、電磁界
の振幅分布がガウシアン分布の状態で入射した導波光
は、伝搬が進むにつれてアルミ遮光膜23の吸収の影響
を受けてしまい、光導波路27内の電磁界の振幅分布に
は片寄りが生じ、伝搬損失が生じる。
(Comparison with Conventional Optical Integrated Device) Next, the optical integrated device of the present embodiment and a conventional optical integrated device will be described in comparison. FIG. 4 shows a configuration of a conventional optical integrated device. In the conventional optical integrated device, the propagation loss reducing film 29 is not provided on the optical waveguide 27 as shown in FIG. Therefore, the guided light that is incident in the state where the amplitude distribution of the electromagnetic field is Gaussian distribution is affected by the absorption of the aluminum light-shielding film 23 as the propagation proceeds, and the amplitude distribution of the electromagnetic field in the optical waveguide 27 is biased. And a propagation loss occurs.

【0032】これに対し、本実施形態の光集積装置は、
光導波路27上に光導波路27よりも屈折率の高い伝搬
損失低減膜29を設けることにより、電磁界の振幅分布
が伝搬損失低減膜29側に片寄る傾向にあり、この傾向
とアルミ遮光膜23側の吸収による影響とのバランスが
とられて、結果として光導波路27内の電磁界の振幅分
布は入射当初と同じガウシンアン分布を保つことができ
る。従って、導波光の伝搬損失を防止して光の有効利用
効率を高める良好な伝送を行うことができる。
On the other hand, the optical integrated device of this embodiment is
By providing the propagation loss reducing film 29 having a higher refractive index than the optical waveguide 27 on the optical waveguide 27, the amplitude distribution of the electromagnetic field tends to be shifted to the propagation loss reducing film 29 side. As a result, the amplitude distribution of the electromagnetic field in the optical waveguide 27 can maintain the same Gaussian distribution as that at the time of incidence. Therefore, good transmission can be performed in which the propagation loss of the guided light is prevented and the effective use efficiency of the light is improved.

【0033】(光集積装置の製造方法)次に、以上のよ
うな本実施形態における光集積装置3の製造方法につい
て説明する。本実施形態においては、まず、図2に示す
ように半導体基板20とアルミ遮光膜23からなり、第
1の受光部21と第2の受光部22の受光面が半導体基
板20の同一平面に形成されたフォトディテクタ4を製
造する。あるいはフォトディテクタ4の代わりにOEI
C(Opto-Electronic-Integrated Circuit(アンプ付き
フォトディテクタ) )を用いても良い。このようなフォ
トディテクタ4またはOEICは、一般にCD(Compac
t Disc)、LVD(Laser Vision Disc)、DVD等の
再生装置において用いられているものと同様な構成を有
しているため、パターン変更を行うだけで製造すること
ができ、プロセス変更等は不要である。従って、既存の
装置を使用して製造することが可能である。
(Method for Manufacturing Optical Integrated Device) Next, a method for manufacturing the optical integrated device 3 according to the present embodiment as described above will be described. In this embodiment, first, as shown in FIG. 2, a semiconductor substrate 20 and an aluminum light shielding film 23 are formed, and light receiving surfaces of a first light receiving portion 21 and a second light receiving portion 22 are formed on the same plane of the semiconductor substrate 20. The manufactured photodetector 4 is manufactured. Or OEI instead of photodetector 4
C (Opto-Electronic-Integrated Circuit (photodetector with amplifier)) may be used. Such a photodetector 4 or OEIC is generally a CD (Compac
t Disc), LVD (Laser Vision Disc), DVD, etc., it has the same configuration as that used in playback devices, so it can be manufactured only by changing the pattern, and no process change is required It is. Therefore, it can be manufactured using existing equipment.

【0034】次に、上述のようなフォトディテクタ4ま
たはOEICには、アルミ配線やアルミ遮光膜23が設
けられ、これらが第1の受光部21及び第2の受光部2
2の受光面に対して段差を形成しているため、この段差
の埋め込みのために図2に示すようにバッファ層(絶縁
膜)26を塗布(成膜)する。このバッファ層26は、
一例としてSOG層24とスパッタによるSiO2層2
5の多層構造とする。SOG層24によって前記段差を
緩和し、SiO2層25によって第1の受光部21と光
導波路27との距離を調整する。この調整は第1の受光
部21と光導波路27との距離の最適化により行われ
る。これは、バッファ層厚により、グレーティングカッ
プラの入力結合効率が変化するためである。
Next, the above-described photodetector 4 or OEIC is provided with an aluminum wiring or an aluminum light-shielding film 23, and these are the first light-receiving section 21 and the second light-receiving section 2 respectively.
Since a step is formed on the light receiving surface of No. 2, a buffer layer (insulating film) 26 is applied (formed) as shown in FIG. This buffer layer 26
As an example, SOG layer 24 and sputtered SiO 2 layer 2
5 multilayer structure. The step is reduced by the SOG layer 24, and the distance between the first light receiving section 21 and the optical waveguide 27 is adjusted by the SiO 2 layer 25. This adjustment is performed by optimizing the distance between the first light receiving unit 21 and the optical waveguide 27. This is because the input coupling efficiency of the grating coupler changes depending on the buffer layer thickness.

【0035】次に、第2の受光部22の上部のバッファ
層26を、取り除き、非常に緩やかな傾斜を持つ形状に
加工する。加工方法は、ウェットエッチングなどを用い
れば良い。このような傾斜を形成することにより、第2
の受光部22と光導波路27の距離を第1の受光部21
と光導波路27の距離よりも短くすることができ、光導
波路27を伝搬する導波光のモードを導波モードから放
射モードに変更させて第2の受光部22に対して良好に
伝搬光を漏洩させることができる。なお、傾斜による伝
搬ロスを少なくするためには、傾斜の角度はできるだけ
揺るかな方が望ましい。
Next, the buffer layer 26 above the second light receiving section 22 is removed and processed into a shape having a very gentle slope. As a processing method, wet etching or the like may be used. By forming such a slope, the second
The distance between the light receiving unit 22 and the optical waveguide 27 is
And the optical waveguide 27 can be shorter than the distance, and the mode of the guided light propagating through the optical waveguide 27 can be changed from the guided mode to the radiation mode so that the propagating light can be leaked to the second light receiving unit 22 satisfactorily. Can be done. In order to reduce the propagation loss due to the inclination, it is desirable that the angle of the inclination fluctuate as much as possible.

【0036】次に、以上のようなバッファ層26の上に
光導波路27を成膜し、更に光導波路27の上には光学
素子の機能を持たせたグレーティング28を設けて、光
導波路27と共にグレーティングカップラを形成する。
また、同時に伝搬損失低減膜29を形成する。グレーテ
ィング28の位置は第1の受光部21の真上もしくは伝
搬方向とは逆方向にずらした位置とし、伝搬損失低減膜
29の位置はアルミ遮光層23が形成された領域に対応
する領域とする。グレーティングカップラは、導波光に
比べて透過光の光量を多くする構成の方が製造し易く、
本実施形態においてもこのような構成になっている。従
って、導波光に比べて十分な光量の透過光を効率良く受
光できる位置に受光部を置くことにより、信号再生に重
要なRF信号を良好に生成することができる。また、同
様にトラッキングエラー信号についても良好に生成する
ことができる。また、グレーティング28は、光導波路
27上にTiO2を成膜した後、図6に示すようにエッ
チングにより形成する。これは、本実施形態において
は、グレーティング28と伝搬損失低減膜29とが同一
層として同一工程で形成されるためである。また、この
ため、グレーティング28の高さは、入力結合効率を飽
和させる高さと、伝搬損失低減膜29により確実に伝送
の損失を防止可能な伝搬損失低減膜29の膜厚との双方
を考慮した高さとする。図9及び図10にグレーティン
グ28の高さ(深さ)と入力結合効率との関係を示す。
Next, an optical waveguide 27 is formed on the buffer layer 26 as described above, and a grating 28 having the function of an optical element is provided on the optical waveguide 27. Form a grating coupler.
At the same time, the propagation loss reducing film 29 is formed. The position of the grating 28 is directly above the first light receiving portion 21 or a position shifted in the direction opposite to the propagation direction, and the position of the propagation loss reducing film 29 is a region corresponding to the region where the aluminum light shielding layer 23 is formed. . Grating couplers are easier to manufacture with configurations that increase the amount of transmitted light compared to guided light,
This embodiment also has such a configuration. Therefore, by arranging the light receiving portion at a position where a sufficient amount of transmitted light can be efficiently received as compared with the guided light, an RF signal important for signal reproduction can be satisfactorily generated. Similarly, a tracking error signal can be satisfactorily generated. The grating 28 is formed by forming TiO 2 on the optical waveguide 27 and then etching as shown in FIG. This is because in the present embodiment, the grating 28 and the propagation loss reducing film 29 are formed in the same step as the same layer. For this reason, the height of the grating 28 is considered in consideration of both the height at which the input coupling efficiency is saturated and the thickness of the propagation loss reducing film 29 capable of reliably preventing transmission loss by the propagation loss reducing film 29. Height. 9 and 10 show the relationship between the height (depth) of the grating 28 and the input coupling efficiency.

【0037】図9及び図10においては、横軸がグレー
ティング28の高さ(深さ)(μm)を、縦軸は入力結
合効率に相当する放射損失係数(1/m)を示してい
る。また、図9はグレーティング層をSiO2で形成し
た場合、図10はグレーティング層をTiO2で形成し
た場合の図である。
9 and 10, the horizontal axis represents the height (depth) (μm) of the grating 28 and the vertical axis represents the radiation loss coefficient (1 / m) corresponding to the input coupling efficiency. FIG. 9 is a diagram when the grating layer is formed of SiO 2 , and FIG. 10 is a diagram when the grating layer is formed of TiO 2 .

【0038】一般的に、放射損失係数αと入力結合効率
ηの関係は、グレーティングの長さ(結合長)をLとし
た場合、 η=1−exp(−2・α・L) となる。本実施形態における設計は、グレーティングの
長さLを1.0mmで統一しているので、図9から判る
ように、SiO2で形成したグレーティングの場合は、
深さ0.1μm以上、また図10から判るように、Ti
2で形成したグレーティングの場合は、深さ0.05
μm以上で、十分に入力結合効率が飽和していると考え
られる。
Generally, the relationship between the radiation loss coefficient α and the input coupling efficiency η is as follows: η = 1−exp (−2 · α · L), where L is the length of the grating (coupling length). In the design according to the present embodiment, the length L of the grating is unified to 1.0 mm. Therefore, as can be seen from FIG. 9, in the case of the grating formed of SiO 2 ,
At a depth of 0.1 μm or more, and as can be seen from FIG.
For a grating formed of O 2 , a depth of 0.05
At μm or more, it is considered that the input coupling efficiency is sufficiently saturated.

【0039】従って、グレーティング28の高さを、十
分に入力結合が飽和していると考えられる具体的な値に
決定するための要因を、後述する伝搬損失低減膜29の
膜厚に依存させることにより、高効率で伝搬損失の少な
い構成が可能になる。なお、伝搬損失低減膜29の膜厚
については、後述する実施例と共に詳細に説明する。
Therefore, the factor for determining the height of the grating 28 to a specific value that is considered to be sufficiently saturated with the input coupling depends on the thickness of the propagation loss reducing film 29 described later. Accordingly, a configuration with high efficiency and small propagation loss can be realized. The thickness of the propagation loss reducing film 29 will be described in detail together with examples described later.

【0040】これに対し、従来の光集積装置において
は、伝搬損失低減膜29を有していないため、図7に示
すように、マスクスパッタ法を用いたリフトオフを行う
ことによりグレーティング28を形成している。この時
のグレーティング28の高さは、作り易さから、入力結
合効率を飽和させることのできる最低の高さとしてい
た。
On the other hand, since the conventional optical integrated device does not have the propagation loss reducing film 29, the grating 28 is formed by performing lift-off using a mask sputtering method as shown in FIG. ing. At this time, the height of the grating 28 is set to the minimum height that can saturate the input coupling efficiency because of the ease of manufacturing.

【0041】以上のように、本実施形態における光集積
装置は、一般的なフォトディテクタまたはOEICを用
いることができるので、容易に製造することができ、ま
た、従来の製造装置を用いることができるので、製造コ
ストを低減することができる。 (光ピックアップ装置1の動作)次に、以上のような本
実施形態の光ピックアップ装置1の動作について図1、
図2、及び図8を用いて説明する。なお、図8は本実施
形態の光ピックアップ装置を用いたディスクを含めた光
学系の全体構成図である。
As described above, the optical integrated device according to the present embodiment can use a general photodetector or OEIC, so that it can be easily manufactured, and a conventional manufacturing device can be used. In addition, the manufacturing cost can be reduced. (Operation of Optical Pickup Device 1) Next, the operation of the optical pickup device 1 of the present embodiment as described above will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an overall configuration diagram of an optical system including a disk using the optical pickup device of the present embodiment.

【0042】まず、半導体レーザ12から放射されたレ
ーザ光は、所定の角度で光集積装置3のグレーティング
28に向けて出射される。レーザ光はグレーティング2
8によってTEモードのレーザ光のみが反射され、反射
ミラー5に向けて照射される。そして、このTEモード
のレーザ光は反射ミラー5によって反射され、コリメー
ターレンズ6によって平行光化され、対物レンズ7に入
射し、対物レンズ7よって光ディスク8の情報記録面に
集光させられる。
First, the laser light emitted from the semiconductor laser 12 is emitted toward the grating 28 of the optical integrated device 3 at a predetermined angle. Laser light is grating 2
8 reflects only the TE mode laser light and irradiates it toward the reflection mirror 5. The TE mode laser light is reflected by the reflection mirror 5, collimated by the collimator lens 6, incident on the objective lens 7, and condensed on the information recording surface of the optical disk 8 by the objective lens 7.

【0043】次に、光ディスク8の情報記録面において
反射された戻り光は、逆の経路を辿って再びグレーティ
ング28に入射する。戻り光はTMモードになってお
り、グレーティング28と光導波路27とから構成され
るグレーティングカップラは、このTMモードの戻り光
を第1の受光部21側の透過光と第2の受光部22側の
導波光とに分離する。大部分は透過光となり、グレーテ
ィング28の直下位置または直下位置の近傍に設けられ
ている第1の受光部21によって受光される。本実施形
態では、第1の受光部21は4分割の受光部であり、こ
の第1の受光部21の出力に基づいてRF信号が生成さ
れる。また、この第1の受光部21の出力から位相差法
もしくはプッシュプル法によりトラッキングエラー信号
が生成される。
Next, the return light reflected on the information recording surface of the optical disk 8 follows the reverse path and enters the grating 28 again. The return light is in the TM mode, and the grating coupler composed of the grating 28 and the optical waveguide 27 transmits the return light in the TM mode to the transmitted light on the first light receiving unit 21 side and the second light receiving unit 22 side. To the guided light. Most of the light becomes transmitted light, and is received by the first light receiving unit 21 provided immediately below the grating 28 or in the vicinity of the position immediately below the grating 28. In the present embodiment, the first light receiving unit 21 is a four-divided light receiving unit, and an RF signal is generated based on the output of the first light receiving unit 21. Further, a tracking error signal is generated from the output of the first light receiving unit 21 by a phase difference method or a push-pull method.

【0044】一方、導波光は、光導波路27によって第
2の受光部22側に伝搬されることになるが、アルミ遮
光層23が設けられた領域に対応する光導波路27上の
領域には伝搬損失低減膜29が設けられているため、導
波光がアルミ遮光層23の吸収の影響を受ける傾向と、
電磁界の振幅分布が屈折率の高い伝搬損失低減膜29側
に片寄ろうとする傾向とのバランスがとられ、結果とし
て導波光は初期のガウシアン分布の状態を維持しながら
伝送される。
On the other hand, the guided light is propagated to the second light receiving portion 22 side by the optical waveguide 27, but propagates to the region on the optical waveguide 27 corresponding to the region where the aluminum light shielding layer 23 is provided. Since the loss reducing film 29 is provided, the waveguide light tends to be affected by the absorption of the aluminum light shielding layer 23,
The amplitude distribution of the electromagnetic field is balanced with the tendency to shift to the side of the propagation loss reducing film 29 having a high refractive index, and as a result, the guided light is transmitted while maintaining the initial Gaussian distribution state.

【0045】次に、第2の受光部22上のバッファ層2
6は上述したような傾斜により他の部分よりも薄くなっ
ているため、光導波路27によって導波モードで伝搬さ
れてきた導波光は、第2の受光部22上で放射モードと
なり、第2の受光部22に放射される。この時、この放
射光は、グレーティングカップラの集光効果によって、
第2の受光部22の2分割された左右の受光部に向けて
集光される。本実施形態では、グレーティングカップラ
の集光効果を左右の受光部に対して異なる焦点距離で集
光するように構成したので、光ディスク8の偏心等によ
り、光ディスク8上のレーザ光の焦点位置が変動し、受
光部に対する焦点位置がずれると、左右の受光部でビー
ムスポットの面積が変わる。この面積の変動による受光
部の出力変化を図示しないアンプを用いて演算処理し、
フォーカスエラー信号を生成する。このように本実施形
態においては、信頼性のあるビームサイズ法(フーコー
法)を用いてフォーカスエラー信号を生成することがで
きる。また、本実施形態においては、光導波路27にお
ける導波光の伝搬モードを放射モードに変えて第2の受
光部22で検知する構成なので、第2の受光部22にお
ける受光量は第2の受光部22の大きさ(結合長)また
はバッファ層26の厚さにより調整可能である。
Next, the buffer layer 2 on the second light receiving section 22
6 is thinner than the other parts due to the inclination as described above, the guided light propagated in the waveguide mode by the optical waveguide 27 becomes the radiation mode on the second light receiving unit 22 and becomes the second mode. The light is radiated to the light receiving unit 22. At this time, this emitted light is condensed by the grating coupler,
The light is condensed toward the left and right light receiving portions of the second light receiving portion 22 which are divided into two. In the present embodiment, the focusing effect of the grating coupler is configured to be focused on the left and right light receiving units at different focal lengths. Therefore, the focal position of the laser light on the optical disc 8 varies due to the eccentricity of the optical disc 8 or the like. However, when the focal position with respect to the light receiving unit shifts, the area of the beam spot changes between the left and right light receiving units. The output change of the light receiving section due to the change of the area is calculated using an amplifier (not shown),
Generate a focus error signal. As described above, in the present embodiment, it is possible to generate a focus error signal by using a reliable beam size method (Fuco method). Further, in the present embodiment, since the propagation mode of the guided light in the optical waveguide 27 is changed to the radiation mode and detected by the second light receiving unit 22, the amount of light received by the second light receiving unit 22 is equal to the second light receiving unit. It can be adjusted by the size of 22 (coupling length) or the thickness of the buffer layer 26.

【0046】なお、図示はしていないが、本実施形態の
光ピックアップ装置には、半導体レーザのモニター用受
光部が設けられており、このモニター用受光部において
得られた信号に基づいて半導体レーザのパワーをモニタ
ーすることができ、随時パワーの調節を行っている。例
えば、モニター用受光部への光の入射は、チップ後ろか
らの光を反射ミラーにて反射させる等により行えば良
い。
Although not shown, the optical pickup device of this embodiment is provided with a light receiving portion for monitoring a semiconductor laser, and the semiconductor laser is provided on the basis of a signal obtained at the light receiving portion for monitoring. Power can be monitored and the power is adjusted at any time. For example, light can be incident on the monitor light receiving unit by reflecting light from behind the chip with a reflecting mirror or the like.

【0047】(実施例1)次に、伝搬損失低減膜29の
膜厚としてどのような膜厚が最適であるかを検討した実
施例1について説明する。この実施例においては、伝搬
損失低減膜29の屈折率を2.00とし、光導波路27
の屈折率である1.53よりも高く設定した。また、伝
搬損失低減膜29が設けられた領域の光導波路27にお
ける伝送長さW1は2.0mmとした。なお、この実施
例においても光導波路27における伝送長さは、図2に
示す端部a位置を原点として、反対側の端部bまでの長
さを言う。また、光導波路27及びグレーティング28
並びに伝搬損失低減膜29上には何も設けず、空気層の
みが存在する構成とした。また、実施例1においては、
伝搬損失低減膜29の膜厚を、0μm、0.05μm、
0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、及
び0.5μmと様々に変化させ、図2に示す端部b位置
における電磁界の振幅分布を計算した。実施例1の結果
を図11及び図12に示す。なお、図11及び図12に
おいて、横軸の層の厚さとは、図5の場合と同様に、ア
ルミ遮光層23と半導体基板20との境界位置cを原点
として、光導波路27側に測定した層の厚さを言う。ま
た、図11(B)〜図11(D)及び図12において
は、理解を容易にするために、伝搬損失低減膜29を設
けなかった場合の分布を点線で示し、伝搬損失低減膜2
9を設けた場合の分布を実線で示す。
(Embodiment 1) Next, a description will be given of an embodiment 1 in which the optimum film thickness of the propagation loss reducing film 29 is examined. In this embodiment, the refractive index of the propagation loss reducing film 29 is set to 2.00,
Was set higher than the refractive index of 1.53. The transmission length W1 in the optical waveguide 27 in the region where the propagation loss reducing film 29 was provided was 2.0 mm. Also in this embodiment, the transmission length in the optical waveguide 27 refers to the length from the position of the end a shown in FIG. 2 to the end b on the opposite side. Further, the optical waveguide 27 and the grating 28
In addition, nothing is provided on the propagation loss reducing film 29, and only the air layer exists. In the first embodiment,
The thickness of the propagation loss reducing film 29 is set to 0 μm, 0.05 μm,
With various changes of 0.1 μm, 0.2 μm, 0.3 μm, 0.4 μm, and 0.5 μm, the amplitude distribution of the electromagnetic field at the end b position shown in FIG. 2 was calculated. The results of Example 1 are shown in FIGS. In FIGS. 11 and 12, the thickness of the layer on the horizontal axis is measured on the optical waveguide 27 side with the boundary position c between the aluminum light shielding layer 23 and the semiconductor substrate 20 as the origin, as in the case of FIG. Refers to the thickness of the layer. Also, in FIGS. 11B to 11D and FIG. 12, for easy understanding, the distribution when the propagation loss reducing film 29 is not provided is indicated by a dotted line, and the propagation loss reducing film 2
9 is shown by a solid line.

【0048】図11(A)は、伝搬損失低減膜29の膜
厚を、0μmとした場合、つまり、伝搬損失低減膜29
を設けなかった場合である。この場合には、図11
(A)に示すように、光導波路27内の振幅分布のピー
クは、光導波路27の中央部にはなく、バッファ層26
側に片寄っているのが確認できる。これは、導波光が、
アルミ遮光層23の吸収の影響を受けたためであると思
われる。このように、伝搬損失低減膜29を設けなかっ
た場合には、伝搬損失を防止できないことが確認され
た。
FIG. 11A shows the case where the film thickness of the propagation loss reducing film 29 is 0 μm, that is, the propagation loss reducing film 29.
Is not provided. In this case, FIG.
As shown in (A), the peak of the amplitude distribution in the optical waveguide 27 is not at the center of the optical waveguide 27, but is in the buffer layer 26.
You can see that it is leaning to the side. This is because the guided light is
It is considered that this was due to the influence of the absorption of the aluminum light shielding layer 23. As described above, it was confirmed that the propagation loss could not be prevented when the propagation loss reducing film 29 was not provided.

【0049】図11(B)は、伝搬損失低減膜29の膜
厚を、0.05μmとした場合である。図11(B)か
ら判るように、この場合には、振幅分布のピークが光導
波路27の中央部位置にあり、ガウシンアン分布を維持
している。従って、この場合には、伝搬損失を良好に防
止できることが確認された。
FIG. 11B shows a case where the thickness of the propagation loss reducing film 29 is 0.05 μm. As can be seen from FIG. 11B, in this case, the peak of the amplitude distribution is at the center of the optical waveguide 27, and the Gaussian An distribution is maintained. Therefore, in this case, it was confirmed that propagation loss can be favorably prevented.

【0050】図11(C)は、伝搬損失低減膜29の膜
厚を、0.1μmとした場合である。図11(C)から
判るように、この場合には、振幅分布のピークはバッフ
ァ層26側には片寄っておらず、アルミ遮光膜23の吸
収による影響が防止されていることが確認できる。しか
し、振幅分布のピークは、光導波路27の中央部よりも
伝搬損失低減膜29側に片寄っており、ガウシンアン分
布の状態が若干崩れている。但し、ピーク値自体は図1
1(B)と同程度であり、この場合には、伝搬損失を実
用上問題ない程度に抑えることができる。
FIG. 11C shows the case where the thickness of the propagation loss reducing film 29 is 0.1 μm. As can be seen from FIG. 11C, in this case, the peak of the amplitude distribution is not offset toward the buffer layer 26, and it can be confirmed that the influence of the absorption of the aluminum light shielding film 23 is prevented. However, the peak of the amplitude distribution is closer to the propagation loss reducing film 29 side than the center of the optical waveguide 27, and the state of the Gaussian distribution is slightly distorted. However, the peak value itself is shown in FIG.
1 (B), and in this case, the propagation loss can be suppressed to a practically acceptable level.

【0051】図11(D)は、伝搬損失低減膜29の膜
厚を、0.2μmとした場合である。図11(D)から
判るように、この場合にも、振幅分布のピークはバッフ
ァ層26側には片寄っておらず、アルミ遮光膜23の吸
収による影響が防止されていることが確認できる。しか
し、振幅分布のピークは、光導波路27の外部にあり、
伝搬損失低減膜29側に大きく片寄っていることが確認
できる。従って、この場合には、伝搬損失を生じる。
FIG. 11D shows the case where the thickness of the propagation loss reducing film 29 is 0.2 μm. As can be seen from FIG. 11D, also in this case, the peak of the amplitude distribution is not offset toward the buffer layer 26, and it can be confirmed that the influence of the absorption of the aluminum light shielding film 23 is prevented. However, the peak of the amplitude distribution is outside the optical waveguide 27,
It can be confirmed that it is largely offset to the propagation loss reducing film 29 side. Therefore, in this case, a propagation loss occurs.

【0052】図12(A)は、伝搬損失低減膜29の膜
厚を、0.3μmとした場合である。図12(A)から
判るように、この場合には、振幅分布のピークは2つ現
れており、一方は光導波路27の外部の伝搬損失低減膜
29側に、他方は光導波路27の中央部に位置してい
る。しかし、光導波路27の中央部に位置するピーク
は、そのピーク値自体が図11(B)の場合に比べて減
少しており、若干の伝搬損失を生じることになる。
FIG. 12A shows the case where the thickness of the propagation loss reducing film 29 is 0.3 μm. As can be seen from FIG. 12A, in this case, two peaks of the amplitude distribution appear, one on the side of the propagation loss reducing film 29 outside the optical waveguide 27 and the other on the center of the optical waveguide 27. It is located in. However, the peak located at the center of the optical waveguide 27 has a smaller peak value than that in the case of FIG. 11B, which causes a slight propagation loss.

【0053】図12(B)は、伝搬損失低減膜29の膜
厚を、0.4μmとした場合である。図12(B)から
判るように、この場合には、光導波路27と伝搬損失低
減膜29の境界に位置に非常に大きなピークが現れてい
る。振幅分布の片寄りは伝搬損失低減膜29側に非常に
大きいので、伝搬損失も大きい。
FIG. 12B shows the case where the thickness of the propagation loss reducing film 29 is 0.4 μm. As can be seen from FIG. 12B, in this case, a very large peak appears at the boundary between the optical waveguide 27 and the propagation loss reducing film 29. Since the deviation of the amplitude distribution is very large on the side of the propagation loss reducing film 29, the propagation loss is also large.

【0054】図12(C)は、伝搬損失低減膜29の膜
厚を、0.5μmとした場合である。図12(C)から
判るように、この場合には、振幅分布のピークは2つ現
れており、一方は光導波路27の外部の伝搬損失低減膜
29側に、他方は光導波路27の中央部に位置してい
る。しかし、光導波路27内部の振幅のピークは、図1
2(A)の場合に比べると伝搬損失低減膜29を有して
いない従来装置と同程度に減少しており、伝搬損失を生
じることが判る。
FIG. 12C shows the case where the thickness of the propagation loss reducing film 29 is 0.5 μm. As can be seen from FIG. 12C, in this case, two peaks of the amplitude distribution appear, one on the side of the propagation loss reducing film 29 outside the optical waveguide 27, and the other on the center of the optical waveguide 27. It is located in. However, the peak of the amplitude inside the optical waveguide 27 is shown in FIG.
Compared with the case of 2 (A), the transmission loss is reduced to the same extent as that of the conventional device not having the propagation loss reduction film 29, and it can be seen that the transmission loss occurs.

【0055】以上の実施結果から、本実施形態の条件の
場合には、伝搬損失低減膜29の膜厚を、0.05μm
とすることが最適であることが判る。また、この層厚
は、入力結合効率の飽和領域に十分入っている厚さであ
る。
From the above results, under the conditions of this embodiment, the thickness of the propagation loss reducing film 29 is set to 0.05 μm
It turns out that it is optimal to set Further, this layer thickness is a thickness sufficiently in the saturation region of the input coupling efficiency.

【0056】[第2の実施形態]次に、本発明の第2の
実施形態を図13及び図14に基づいて説明する。な
お、第1の実施形態との共通箇所についての重複した説
明は省略する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the overlapping description about the common part with 1st Embodiment is abbreviate | omitted.

【0057】第1の実施形態においては、伝搬損失低減
膜29の屈折率を、光導波路27の屈折率よりも高くし
た場合について説明したが、本発明はこのような構成に
限定されるものではない。本実施形態は、伝搬損失低減
膜29の屈折率を、光導波路27の屈折率よりも低く
し、バッファ層26の屈折率と等しくなるように設定し
た。他の構成要素の条件は第1の実施形態と同様であ
る。
In the first embodiment, the case where the refractive index of the propagation loss reducing film 29 is higher than the refractive index of the optical waveguide 27 has been described. However, the present invention is not limited to such a configuration. Absent. In the present embodiment, the refractive index of the propagation loss reducing film 29 is set lower than the refractive index of the optical waveguide 27, and is set to be equal to the refractive index of the buffer layer 26. The conditions of the other components are the same as in the first embodiment.

【0058】(実施例2)次に、伝搬損失低減膜29の
膜厚としてどのような膜厚が最適であるかを検討した実
施例2について説明する。この実施例においては、伝搬
損失低減膜29の屈折率をバッファ層26の屈折率と等
しい1.47とし、光導波路27の屈折率である1.5
3よりも低く設定した。また、伝搬損失低減膜29が設
けられた領域の光導波路27における伝送長さW1は
2.0mmとした。なお、この実施例においても光導波
路27における伝送長さは、図2に示す端部a位置を原
点として、反対側の端部bまでの長さを言う。また、光
導波路27及びグレーティング28並びに伝搬損失低減
膜29上には何も設けず、空気層のみが存在する構成と
した。また、実施例2においては、伝搬損失低減膜29
の膜厚を、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.
4μm、及び0.5μmと様々に変化させ、図2に示す
端部b位置における電磁界の振幅分布を計算した。実施
例2の結果を図13及び図14に示す。なお、図13及
び図14において、横軸の層の厚さとは、第1の実施形
態の場合と同様に、アルミ遮光層23と半導体基板20
との境界位置cを原点として、光導波路27側に測定し
た層の厚さを言う。また、図13(B)〜図13(D)
及び図14においては、理解を容易にするために、伝搬
損失低減膜29を設けなかった場合の分布を点線で示
し、伝搬損失低減膜29を設けた場合の分布を実線で示
す。
Second Embodiment Next, a description will be given of a second embodiment in which the optimum thickness of the propagation loss reducing film 29 is examined. In this embodiment, the refractive index of the propagation loss reducing film 29 is set to 1.47 which is equal to the refractive index of the buffer layer 26, and the refractive index of the optical waveguide 27 is set to 1.5.
It was set lower than 3. The transmission length W1 in the optical waveguide 27 in the region where the propagation loss reducing film 29 was provided was 2.0 mm. Also in this embodiment, the transmission length in the optical waveguide 27 refers to the length from the position of the end a shown in FIG. 2 to the end b on the opposite side. Further, nothing was provided on the optical waveguide 27, the grating 28, and the propagation loss reducing film 29, and only the air layer was present. In the second embodiment, the propagation loss reducing film 29
Of 0.1 μm, 0.2 μm, 0.3 μm, 0.
With various changes of 4 μm and 0.5 μm, the amplitude distribution of the electromagnetic field at the position of the end b shown in FIG. 2 was calculated. The results of Example 2 are shown in FIGS. In FIGS. 13 and 14, the thickness of the layer on the horizontal axis is the same as in the first embodiment.
The thickness of the layer measured on the side of the optical waveguide 27 with the boundary position c with respect to the origin as the origin. Further, FIGS. 13B to 13D
14 and FIG. 14, for easy understanding, the distribution when the propagation loss reducing film 29 is not provided is shown by a dotted line, and the distribution when the propagation loss reducing film 29 is provided is shown by a solid line.

【0059】図13(A)〜図14から判るように、伝
搬損失低減膜29の膜厚を、0.1μm〜0.5μmと
した何れの場合にも、光導波路27内の振幅分布のピー
クは、光導波路27の中央部に位置しており、またピー
ク値自体も従来より高くなっている。
As can be seen from FIGS. 13A to 14, the peak of the amplitude distribution in the optical waveguide 27 is obtained in any case where the thickness of the propagation loss reducing film 29 is 0.1 μm to 0.5 μm. Is located at the center of the optical waveguide 27, and the peak value itself is higher than before.

【0060】このように、伝搬損失低減膜29は、光導
波路27よりも低い屈折率であっても、所定の層厚を有
していれば、電磁界の振幅分布の安定化という効果は、
何れの場合でも得られることが判る。
As described above, even if the propagation loss reducing film 29 has a predetermined layer thickness even if the refractive index is lower than that of the optical waveguide 27, the effect of stabilizing the amplitude distribution of the electromagnetic field is as follows.
It can be seen that it can be obtained in any case.

【0061】従来のように伝搬損失低減膜29がなく、
空気−光導波路−バッファ層という構成で導波光を光導
波路27に閉じ込める場合には、屈折率の関係が光導波
路に対して非対称であるため、導波光の電磁界の振幅分
布が光導波路の厚さ方向に対して振動し易い。その結
果、光導波路によって伝搬される導波光は、光導波路の
下層に位置するアルミ遮光層の影響を受け易くなってし
まう。
Unlike the prior art, there is no propagation loss reducing film 29,
When the guided light is confined in the optical waveguide 27 by the configuration of the air-optical waveguide-buffer layer, the amplitude distribution of the electromagnetic field of the guided light is reduced by the thickness distribution of the optical waveguide because the refractive index relationship is asymmetric with respect to the optical waveguide. It is easy to vibrate in the vertical direction. As a result, the guided light propagated by the optical waveguide is easily affected by the aluminum light shielding layer located below the optical waveguide.

【0062】これに対し、本実施形態の場合には、バッ
ファ層26と屈折率の等しい伝搬損失低減膜29を設け
たので、屈折率の関係が光導波路に対して対称となり、
光導波路の厚さ方向に対して導波光の振幅分布の振動を
抑えることができる。その結果、光導波路27の下層に
位置するアルミ遮光層23からの影響を受け難くなり、
上述のように電磁界の振幅分布の安定化が図られたもの
と考えられる。
On the other hand, in the case of the present embodiment, since the propagation loss reducing film 29 having the same refractive index as the buffer layer 26 is provided, the relationship between the refractive indices is symmetric with respect to the optical waveguide.
Vibration of the amplitude distribution of the guided light can be suppressed in the thickness direction of the optical waveguide. As a result, it is hardly affected by the aluminum light shielding layer 23 located below the optical waveguide 27,
It is considered that the amplitude distribution of the electromagnetic field was stabilized as described above.

【0063】上述の計算の結果では、伝搬損失低減膜2
9の膜厚を、0.3μm以上にした場合には、光導波路
27内の振幅分布の形状及びピーク値に変化が見られず
伝搬損失低減能が飽和してしまうことが判明した。
The result of the above calculation shows that the propagation loss reducing film 2
When the film thickness of No. 9 was 0.3 μm or more, it was found that the shape and peak value of the amplitude distribution in the optical waveguide 27 did not change, and the propagation loss reducing ability was saturated.

【0064】また、本実施形態のように、伝搬損失低減
膜29の屈折率をバッファ層26の屈折率と等しい1.
47とした場合には、グレーティング28の屈折率も
1.47と低くなってしまうため、入力結合効率が低下
する傾向にある。従って、本実施形態においては、入力
結合効率を向上させるために、グレーティング28の高
さを第1の実施形態の場合よりも高く設定することが望
ましい。
Further, as in this embodiment, the refractive index of the propagation loss reducing film 29 is equal to the refractive index of the buffer layer 26.
If it is set to 47, the refractive index of the grating 28 also becomes as low as 1.47, so that the input coupling efficiency tends to decrease. Therefore, in this embodiment, it is desirable to set the height of the grating 28 higher than in the first embodiment in order to improve the input coupling efficiency.

【0065】但し、グレーティング28は低い程作製が
容易であるから、以上の事項を勘案すると、本実施形態
の場合には、伝搬損失低減膜29の膜厚を、0.3μm
とすることが最適であることが判る。
However, since the lower the grating 28 is, the easier it is to manufacture, considering the above items, in the case of the present embodiment, the thickness of the propagation loss reducing film 29 is set to 0.3 μm
It turns out that it is optimal to set

【0066】なお、第1の実施形態及び第2の実施形態
において、第1の受光部21が設けられた領域に対応す
る領域には、グレーティング28が設けられているた
め、この位置に伝搬損失低減膜29を設けられないのは
勿論であるが、第2の受光部22が設けられた領域に対
応する領域においても、放射モードに影響を及ぼすた
め、伝搬損失低減膜29設けることはできない。
In the first and second embodiments, since the grating 28 is provided in a region corresponding to the region where the first light receiving section 21 is provided, the propagation loss is located at this position. It goes without saying that the reduction film 29 cannot be provided, but also in a region corresponding to the region where the second light receiving section 22 is provided, the radiation mode is affected, so that the propagation loss reduction film 29 cannot be provided.

【0067】また、上述した各実施形態においては、導
波光としてTMモードのレーザ光を用いる場合について
説明したが、TEモードのレーザ光を用いることもでき
る。但し、TEモードのレーザ光は伝搬損失があまり生
じない性質を有しているので、導波光としてTMモード
のレーザ光を用いる場合に本発明を適用すれば、光の利
用効率を向上させることができる。
In each of the embodiments described above, the case where the TM mode laser light is used as the guided light has been described. However, the TE mode laser light can be used. However, since the TE mode laser light has such a property that a propagation loss does not occur much, if the present invention is applied to the case where the TM mode laser light is used as the guided light, the light use efficiency can be improved. it can.

【0068】以上、実施形態に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形
が可能であることは容易に推察できるものである。
As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Can easily be inferred.

【0069】[0069]

【発明の効果】請求項1に記載の光集積装置によれば、
導波光を伝搬する光導波路と、前記光導波路上に積層さ
れ、前記反射光を前記光導波路に伝搬させる導波光と前
記光導波路を透過させる透過光とに入力結合する結合器
を前記光導波路と共に形成する光波結合手段と、前記結
合器を形成する領域外の前記光導波路上に積層され前記
光導波路と異なる屈折率を有する伝搬損失低減膜とを備
えたので、導波光の振幅分布として、光導波路内で片寄
ることのないガウシアン分布を維持させることができ、
光導波路伝搬中における導波光の伝搬損失を低減させて
光量の有効利用効率を向上させることができる。
According to the optical integrated device of the first aspect,
An optical waveguide that propagates the guided light, and a coupler that is stacked on the optical waveguide and that is coupled to the guided light that propagates the reflected light to the optical waveguide and the transmitted light that is transmitted through the optical waveguide; Light wave coupling means to be formed, and a propagation loss reducing film laminated on the optical waveguide outside the region where the coupler is formed and having a different refractive index from the optical waveguide. Gaussian distribution that does not shift in the wave path can be maintained,
It is possible to reduce the propagation loss of the guided light during the propagation of the optical waveguide and improve the effective use amount of light.

【0070】請求項2に記載の光集積装置によれば、伝
搬損失低減膜は、光導波路の屈折率よりも高い屈折率を
有するので、光導波路の下層部側にアルミニウム製の遮
光膜や配線層が存在する場合でも、光導波路を伝搬する
導波光の振幅分布がアルミニウム製の遮光膜や配線層側
へ片寄ることを防止することができ、光導波路伝搬中に
おける導波光の伝搬損失を低減させて光量の有効利用効
率を向上させることができる。
According to the optical integrated device of the second aspect, since the propagation loss reducing film has a refractive index higher than the refractive index of the optical waveguide, the light shielding film or the wiring made of aluminum is formed on the lower layer side of the optical waveguide. Even when a layer is present, it is possible to prevent the amplitude distribution of the guided light propagating through the optical waveguide from being biased toward the aluminum light-shielding film or the wiring layer side, thereby reducing the propagation loss of the guided light during the propagation of the optical waveguide. Thus, the effective use efficiency of the light amount can be improved.

【0071】請求項3に記載の光集積装置によれば、伝
搬損失低減膜が、光導波路の屈折率よりも低く、バッフ
ァ層と等しい屈折率を有するので、光導波路の下層部に
アルミニウム製の遮光層または配線層が存在する場合で
も、光導波路を伝搬する導波光の振幅分布の片寄りを防
止して、光導波路伝搬中における導波光の伝搬損失を低
減させ、光量の有効利用効率を向上させることができ
る。
According to the optical integrated device of the third aspect, since the propagation loss reducing film has a refractive index lower than the refractive index of the optical waveguide and equal to the buffer layer, the lower layer of the optical waveguide is made of aluminum. Even when a light-shielding layer or a wiring layer is present, it prevents the amplitude distribution of the guided light propagating through the optical waveguide from being shifted, reduces the propagation loss of the guided light during the propagation of the optical waveguide, and improves the effective use amount of light. Can be done.

【0072】請求項4に記載の光集積装置によれば、光
波結合手段の高さは、入力結合効率を飽和させる高さで
あって、且つ、所定の損失低減能を得る伝搬損失低減膜
の膜厚に相当する高さに設定されているので、光波結合
手段と伝搬損失低減膜を同一工程で作製でき、光集積装
置の製造コストを低減させることができる。また、以上
のような光波結合手段と伝搬損失低減膜を同一工程で作
製することにより、入力結合効率が飽和すると共に、伝
搬損失低減膜による伝搬損失が低減され、光量の有効利
用効率を向上させることができる。
According to the optical integrated device of the fourth aspect, the height of the light wave coupling means is a height that saturates the input coupling efficiency, and the height of the propagation loss reducing film that obtains a predetermined loss reducing ability. Since the height is set to be equal to the film thickness, the light wave coupling means and the propagation loss reducing film can be manufactured in the same step, and the manufacturing cost of the optical integrated device can be reduced. Further, by manufacturing the above-described light wave coupling means and the propagation loss reducing film in the same process, the input coupling efficiency is saturated, the propagation loss by the propagation loss reducing film is reduced, and the effective use amount of light is improved. be able to.

【0073】請求項5に記載の光集積装置によれば、前
記反射光はTMモードのレーザ光なので光導波路におけ
る伝搬損失を受け易いが、上述したように伝搬損失低減
膜によって伝搬損失が低減され、光量の有効利用効率を
向上させることができる。
According to the optical integrated device of the fifth aspect, since the reflected light is a TM mode laser light, it is liable to receive a propagation loss in the optical waveguide, but the propagation loss is reduced by the propagation loss reducing film as described above. In addition, the effective use efficiency of the light amount can be improved.

【0074】請求項6に記載の光集積装置によれば、光
導波路の下層に、アルミニウムからなる配線層または遮
光層を形成し、伝搬損失低減膜を、前記配線層または遮
光層上の位置に設けたので、導波光の振幅分布を、伝搬
損失低減膜側と配線層または遮光層側の何れの側にも片
寄ることのないガウシアン分布の形状に維持することが
でき、光導波路伝搬中における導波光の伝搬損失を低減
させて光量の有効利用効率を向上させることができる。
According to the optical integrated device of the sixth aspect, a wiring layer or a light shielding layer made of aluminum is formed below the optical waveguide, and a propagation loss reducing film is formed at a position on the wiring layer or the light shielding layer. With this arrangement, the amplitude distribution of the guided light can be maintained in the form of a Gaussian distribution that is not offset to either the propagation loss reducing film side and the wiring layer or the light shielding layer side. It is possible to reduce the propagation loss of the wave light and improve the effective use efficiency of the light amount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態における光ピックアッ
プ装置の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an optical pickup device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のX−X’線における光集積装置の断面を
示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a section of the optical integrated device taken along line XX ′ of FIG. 1;

【図3】図2の光集積装置における伝搬損失防止膜を設
けた部分の拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a portion provided with a propagation loss preventing film in the optical integrated device of FIG. 2;

【図4】本発明と比較される従来例における図2に対応
する部分の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion corresponding to FIG. 2 in a conventional example compared with the present invention.

【図5】図2に示す長さW1の伝搬損失防止膜を設けた
領域の光導波路中における、TMモードのレーザ光の伝
搬長さに対する電磁界分布の強度変化の一例を示す図で
ある。
5 is a diagram showing an example of a change in intensity of an electromagnetic field distribution with respect to a propagation length of a TM mode laser beam in an optical waveguide in a region provided with a propagation loss prevention film having a length W1 shown in FIG.

【図6】図2の光集積装置におけるグレーティングの作
製方法を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of manufacturing a grating in the optical integrated device of FIG. 2;

【図7】本発明と比較される従来例におけるグレーティ
ングの作製方法を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of manufacturing a grating in a conventional example compared with the present invention.

【図8】第1の実施形態の光ピックアップ装置を用いた
ディスクを含めた光学系の全体構成図である。
FIG. 8 is an overall configuration diagram of an optical system including a disk using the optical pickup device of the first embodiment.

【図9】第1の実施形態の光集積装置において、グレー
ティングをSiO2で形成した場合のグレーティング深
さと入力結合効率の関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the grating depth and the input coupling efficiency when the grating is formed of SiO 2 in the optical integrated device of the first embodiment.

【図10】第1の実施形態の光集積装置において、グレ
ーティングをTiO2で形成した場合のグレーティング
深さと入力結合効率の関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the grating depth and the input coupling efficiency when the grating is formed of TiO2 in the optical integrated device of the first embodiment.

【図11】第1の実施形態の実施例1において、クラッ
ド層を空気層とし、光集積装置の伝搬損失低減膜の膜厚
を変化させた場合の、図2に示す端部b位置における電
磁界の振幅分布の測定結果を示す図であり、(A)は膜
厚を0μm、(B)は膜厚を0.05μm、(C)は膜
厚を0.1μm、(D)は膜厚を0.2μmとした場合
のそれぞれの結果を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating the electromagnetic wave at the position of the end b shown in FIG. 2 when the cladding layer is an air layer and the thickness of the propagation loss reducing film of the optical integrated device is changed in Example 1 of the first embodiment. It is a figure which shows the measurement result of the amplitude distribution of a field, (A) is 0 micrometer in film thickness, (B) is 0.05 micrometer in film thickness, (C) is 0.1 micrometer in film thickness, (D) is film thickness. FIG. 9 is a diagram showing respective results when is set to 0.2 μm.

【図12】第1の実施形態の実施例1において、クラッ
ド層を空気層とし、光集積装置の伝搬損失低減膜の膜厚
を変化させた場合の、図2に示す端部b位置における電
磁界の振幅分布の測定結果を示す図であり、(A)は膜
厚を0.3μm、(B)は膜厚を0.4μm、(C)は
膜厚を0.5μmとした場合のそれぞれの結果を示す図
である。
FIG. 12 is a diagram illustrating the electromagnetic wave at the position of the end b shown in FIG. 2 when the cladding layer is an air layer and the thickness of the propagation loss reducing film of the optical integrated device is changed in Example 1 of the first embodiment. It is a figure which shows the measurement result of the amplitude distribution of a field, (A) when the film thickness is 0.3 micrometer, (B) when the film thickness is 0.4 micrometer, (C) when the film thickness is 0.5 micrometer, respectively. It is a figure which shows the result of.

【図13】第2の実施形態の実施例2において、光集積
装置の伝搬損失低減膜の膜厚を変化させた場合の、図2
に示す端部b位置における電磁界の振幅分布の測定結果
を示す図であり、(A)は膜厚を0.1μm、(B)は
膜厚を0.2μm、(C)は膜厚を0.3μm、(D)
は膜厚を0.4μmとした場合のそれぞれの結果を示す
図である。
FIG. 13 is a graph showing a case where the thickness of the propagation loss reducing film of the optical integrated device is changed in Example 2 of the second embodiment.
5A and 5B are diagrams showing measurement results of the amplitude distribution of the electromagnetic field at the end b position shown in FIG. 5A, wherein FIG. 5A shows a film thickness of 0.1 μm, FIG. 5B shows a film thickness of 0.2 μm, and FIG. 0.3 μm, (D)
FIG. 4 is a diagram showing respective results when the film thickness is 0.4 μm.

【図14】第2の実施形態の実施例2において、光集積
装置の伝搬損失低減膜の膜厚を変化させた場合の、図2
に示す端部b位置における電磁界の振幅分布の測定結果
を示す図であり、膜厚を0.5μmとした場合の結果を
示す図である。
FIG. 14 is a graph showing a case where the thickness of the propagation loss reducing film of the optical integrated device is changed in Example 2 of the second embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a measurement result of the amplitude distribution of the electromagnetic field at the position of the end b shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ピックアップ装置 2 半導体レーザ部 3 光集積装置 4 フォトディテクタ 8 光ディスク 12 半導体レーザ 20 半導体基板 21 第1の受光部 22 第2の受光部 23 アルミ遮光層 26 バッファ層 27 光導波路 28 グレーティング 29 伝搬損失低減膜 Reference Signs List 1 optical pickup device 2 semiconductor laser unit 3 optical integrated device 4 photodetector 8 optical disk 12 semiconductor laser 20 semiconductor substrate 21 first light receiving unit 22 second light receiving unit 23 aluminum light shielding layer 26 buffer layer 27 optical waveguide 28 grating 29 reduction of propagation loss film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H037 AA04 BA02 BA11 BA25 CA33 CA34 2H047 KA04 KB06 KB08 LA03 LA11 MA01 MA07 PA02 PA04 PA24 PA30 QA02 RA04 TA05 TA22 TA31 TA43 TA44 5D119 AA40 AA43 CA10 FA05 FA17 JA36 JB03  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 2H037 AA04 BA02 BA11 BA25 CA33 CA34 2H047 KA04 KB06 KB08 LA03 LA11 MA01 MA07 PA02 PA04 PA24 PA30 QA02 RA04 TA05 TA22 TA31 TA43 TA44 5D119 AA40 AA43 CA10 FA05 FA17 JA36 JB03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光手段から発光出射された光を記録情
報が記録された光情報記録担体に対して照射すると共
に、前記光情報記録担体で反射された反射光を受光する
光ピックアップ装置に用いられ、半導体基板上に積層形
成された光集積装置であって、 導波光を伝搬する光導波路と、 前記光導波路上に積層され、前記反射光を前記光導波路
に伝搬させる導波光と前記光導波路を透過させる透過光
とに入力結合する結合器を前記光導波路と共に形成する
光波結合手段と、 前記結合器を形成する領域外の前記光導波路上に積層さ
れ前記光導波路と異なる屈折率を有する伝搬損失低減膜
と、 を備えたことを特徴とする光集積装置。
1. An optical pickup device which irradiates light emitted and emitted from a light emitting means onto an optical information recording carrier on which recording information is recorded and receives light reflected by the optical information recording carrier. An optical integrated device laminated and formed on a semiconductor substrate, comprising: an optical waveguide that propagates guided light; a waveguide light that is laminated on the optical waveguide and propagates the reflected light to the optical waveguide; and the optical waveguide. Light wave coupling means for forming a coupler for input coupling with the transmitted light transmitting the optical waveguide together with the optical waveguide; and a propagation layer having a different refractive index from the optical waveguide laminated on the optical waveguide outside a region where the coupler is formed. An optical integrated device comprising: a loss reduction film.
【請求項2】 前記伝搬損失低減膜は、前記光導波路の
屈折率よりも高い屈折率を有することを特徴とする請求
項1に記載の光集積装置。
2. The optical integrated device according to claim 1, wherein the propagation loss reducing film has a higher refractive index than a refractive index of the optical waveguide.
【請求項3】 前記光導波路は、バッファ層上に積層さ
れており、前記伝搬損失低減膜は、前記導波路の屈折率
よりも低く、前記バッファ層と等しい屈折率を有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の光集積装置。
3. The optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide is laminated on a buffer layer, and the propagation loss reducing film has a refractive index lower than that of the waveguide and equal to the refractive index of the buffer layer. The optical integrated device according to claim 1.
【請求項4】 前記光波結合手段の高さは、入力結合効
率を飽和させる高さであって、且つ、所定の損失低減能
を得る前記伝搬損失低減膜の膜厚に相当する高さに設定
されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何
れか一項に記載の光集積装置。
4. The height of the light wave coupling means is set to a height that saturates the input coupling efficiency, and is set to a height corresponding to the thickness of the propagation loss reducing film that obtains a predetermined loss reducing ability. The optical integrated device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項5】 前記反射光はTMモードのレーザ光であ
ることを特徴する請求項1乃至請求項4の何れか一項に
記載の光集積装置。
5. The optical integrated device according to claim 1, wherein the reflected light is a TM mode laser light.
【請求項6】 前記光導波路の下層には、アルミニウム
からなる配線層または遮光層が形成されており、前記伝
搬損失低減膜は、前記配線層または遮光層上の位置に設
けられることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れ
か一項に記載の光集積装置。
6. A wiring layer or a light-shielding layer made of aluminum is formed below the optical waveguide, and the propagation loss reducing film is provided at a position on the wiring layer or the light-shielding layer. The optical integrated device according to any one of claims 1 to 5, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020134638A (en) * 2019-02-15 2020-08-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Optical module mounting structure

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US11658457B2 (en) 2019-02-15 2023-05-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Mounting structure for optical module

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