JP2001217500A - Semiconductor device and light pickup device - Google Patents
Semiconductor device and light pickup deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報処理、光計
測、光通信等に用いられる半導体装置及び光ピックアッ
プ装置に関する。The present invention relates to a semiconductor device and an optical pickup device used for optical information processing, optical measurement, optical communication and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、2つの光源を集積した半導体
装置として、光ピックアップ内に赤色半導体レーザ素子
及び赤外半導体レーザ素子を独立に配置するハイブリッ
ド集積と、同一基板上に赤色半導体レーザ構造及び赤外
半導体レーザ構造を集積するモノリシック集積とが知ら
れている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a semiconductor device in which two light sources are integrated, a hybrid integration in which a red semiconductor laser element and an infrared semiconductor laser element are independently arranged in an optical pickup, a red semiconductor laser structure and a red semiconductor laser structure on the same substrate. Monolithic integration for integrating infrared semiconductor laser structures is known.
【0003】以下、これら2つの集積例について説明す
る。[0003] Hereinafter, these two integration examples will be described.
【0004】まず、従来の、2つの光源をモノリシック
に集積した半導体装置の概略について、図14を参照し
ながら説明する。First, an outline of a conventional semiconductor device in which two light sources are monolithically integrated will be described with reference to FIG.
【0005】図14に示すように、この半導体装置1に
おいては、フォトダイオードIC2の上に、例えばDV
D用の波長約650nmのレーザ光L11を出射する半
導体レーザ素子3と、例えばCD用の波長約780nm
のレーザ光L12を出射する半導体レーザ素子4と、複
数のセンサ素子5a〜5dを有するフォトディテクタ5
と、反射ミラーとして機能するマイクロプリズム6とが
集積化して設けられていると共に、マイクロプリズム6
の上側に、例えば光ディスクのような光記録媒体(図示
せず)からの戻り光ビームの0次光、+1次光、−1次
光を分岐させてセンサ素子5a〜5dに入射させるため
のホログラムプレート7が設けられている(特開平11
−149652号公報参照)。尚、半導体レーザ素子
3、4としては、同一のLOP8上に形成されたものが
知られている(日経エレクトロニクス 1999年6月
28日号 第29ページ〜第30ページ)。As shown in FIG. 14, in this semiconductor device 1, for example, a DV
A semiconductor laser element 3 for emitting a laser beam L11 having a wavelength of about 650 nm for D, and a wavelength of about 780 nm for CD, for example.
Semiconductor laser element 4 that emits the laser light L12 of the above, and a photodetector 5 having a plurality of sensor elements 5a to 5d
And a micro prism 6 functioning as a reflection mirror are provided in an integrated manner.
A hologram for splitting the 0th-order light, the + 1st-order light, and the -1st-order light of the return light beam from an optical recording medium (not shown) such as an optical disk, for example, to be incident on the sensor elements 5a to 5d A plate 7 is provided (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
149652). It is known that the semiconductor laser elements 3 and 4 are formed on the same LOP 8 (Nikkei Electronics, June 28, 1999, pages 29 to 30).
【0006】次に、従来の、2つの光源をハイブリッド
に集積した半導体装置の概略について、図15を参照し
ながら説明する。Next, an outline of a conventional semiconductor device in which two light sources are integrated in a hybrid manner will be described with reference to FIG.
【0007】図15に示すように、この半導体装置9に
おいては、基板10の上に、例えばDVD用の波長約6
50nmのレーザ光L13を出射する半導体レーザ素子
11と、例えばCD用の波長約780nmのレーザ光L
14を出射する半導体レーザ素子12と、複数のフォト
ディテクタ13、14と、反射ミラーとして機能するマ
イクロプリズム15とが集積化して設けられていると共
に、マイクロプリズム15の上側に、例えば光ディスク
のような光記録媒体(図示せず)からの戻り光ビームL
13’、L14’をフォトディテクタ13、14に入射
させるための光学素子(図示せず)が設けられている
(特開平9−120568号公報、特開平10−641
07号公報、特開平11−39693号公報、特開平1
1−161993号公報参照)。尚、半導体レーザ素子
11、12は、それぞれマウント17、18を介して基
板10の上に載置されている。As shown in FIG. 15, in this semiconductor device 9, for example, a wavelength of about 6
A semiconductor laser element 11 that emits a laser beam L13 of 50 nm, and a laser beam L of a wavelength of about 780 nm for CD, for example.
A semiconductor laser element 12 that emits light, a plurality of photodetectors 13 and 14, and a microprism 15 that functions as a reflection mirror are provided in an integrated manner. Return light beam L from a recording medium (not shown)
There is provided an optical element (not shown) for allowing the light beams 13 'and L14' to enter the photodetectors 13 and 14 (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-120568 and 10-641).
07, JP-A-11-39693, JP-A-1
1-161993). The semiconductor laser elements 11 and 12 are mounted on the substrate 10 via mounts 17 and 18, respectively.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成には、以下のような問題があった。However, the above-mentioned conventional configuration has the following problems.
【0009】まず、従来の、2つの光源をモノリシック
に集積した半導体装置にあっては、半導体レーザ素子3
と半導体レーザ素子4とが、レーザの出射端面が同じ向
きに並ぶように並列に設けられているので、半導体レー
ザ素子3と半導体レーザ素子4との発光点間隔を100
μm以下にすることが困難である。そのため、2つの半
導体レーザ素子3、4からそれぞれ出射される赤色レー
ザと赤外レーザが光学素子から受ける影響が異なること
となり、一方の半導体レーザ素子の動作特性が悪くなる
という問題があった。特に、半導体レーザ素子3と半導
体レーザ素子4を近接させて配置した状態で、半導体レ
ーザ素子3、4のどちらか一方に30mW以上の高出力
動作を行わせると、一方の半導体レーザ素子において発
生する熱が他方の半導体レーザ素子に及んで半導体レー
ザ素子の特性劣化を招くという問題があった。First, in a conventional semiconductor device in which two light sources are monolithically integrated, a semiconductor laser element 3 is provided.
And the semiconductor laser element 4 are provided in parallel so that the emission end faces of the lasers are arranged in the same direction, so that the light emitting point interval between the semiconductor laser element 3 and the semiconductor laser element 4 is 100
It is difficult to reduce the thickness to less than μm. Therefore, the effects of the red laser and the infrared laser emitted from the two semiconductor laser elements 3 and 4 from the optical element are different from each other, and there is a problem that the operating characteristics of one semiconductor laser element are deteriorated. In particular, when one of the semiconductor laser elements 3 and 4 performs a high-output operation of 30 mW or more in a state where the semiconductor laser elements 3 and 4 are arranged close to each other, this occurs in one of the semiconductor laser elements. There is a problem that the heat is applied to the other semiconductor laser element to cause deterioration of the characteristics of the semiconductor laser element.
【0010】また、従来の、2つの光源をハイブリッド
に集積した半導体装置にあっては、マイクロプリズム1
5が半導体レーザ素子11と半導体レーザ素子12との
間に配置された構成となっているので、マイクロプリズ
ム15が所定の位置からずれて配置された場合には、半
導体レーザ素子11、12からそれぞれ出射されるレー
ザ光L13、L14の光路がずれてしまう。そして、そ
の分だけ半導体レーザ素子11と半導体レーザ素子12
との間の見かけ上の発光点間隔(以下『発光点間隔』と
いうときには『見かけ上の発光点間隔』を含むものとす
る)がばらついてしまい、発光点間隔を小さくすること
が困難であるという問題があった。In a conventional semiconductor device in which two light sources are integrated in a hybrid, a micro prism 1
5 is arranged between the semiconductor laser element 11 and the semiconductor laser element 12, so that when the microprism 15 is displaced from a predetermined position, The optical paths of the emitted laser beams L13 and L14 are shifted. The semiconductor laser device 11 and the semiconductor laser device 12
The apparent light emitting point interval between the light emitting points (hereinafter referred to as the “light emitting point interval” includes the “apparent light emitting point interval”) varies, making it difficult to reduce the light emitting point interval. there were.
【0011】さらに、上記従来の半導体装置にあって
は、例えばLOP8のようなマウントを介して半導体レ
ーザ素子を載置するようにされているので、マウントの
厚さのばらつき分だけ発光点間隔がばらついてしまい、
発光点間隔を小さくすることが困難であるという問題が
あった。Further, in the above-described conventional semiconductor device, since the semiconductor laser element is mounted via a mount such as LOP8, the light emitting point interval is changed by the thickness variation of the mount. It will vary
There is a problem that it is difficult to reduce the light emitting point interval.
【0012】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、複数の半導体レーザ
素子間の発光点間隔を小さくすることができると共に、
半導体レーザ素子に高出力動作を行わせた場合に発生す
る熱が他の半導体レーザ素子に及ぶことを防止すること
のできる半導体装置及び光ピックアップ装置を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and can reduce a light emitting point interval between a plurality of semiconductor laser devices, and
An object of the present invention is to provide a semiconductor device and an optical pickup device that can prevent heat generated when a semiconductor laser element performs a high-power operation from reaching other semiconductor laser elements.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置の構成は、基板と、前記基
板上に前記基板を加工して形成され、複数の側面を有す
る凸起と、前記基板上に設けられた複数の半導体レーザ
素子とを備え、前記複数の半導体レーザ素子が、それぞ
れの端面を前記凸起のそれぞれ異なる側面に対向させて
配置されたことを特徴とする。この半導体装置の構成に
よれば、基板上に複数の側面を有する凸起が形成されて
いるので、マイクロプリズムが不要となる。また、複数
の半導体レーザ素子を一直線上に配置することができる
ので、複数の半導体レーザ素子間の発光点間隔を小さく
することができる。また、複数の半導体レーザ素子が、
それぞれの端面を前記凸起のそれぞれ異なる側面に対向
させて配置されているので、半導体レーザ素子に高出力
動作を行わせた場合に発生する熱が他の半導体レーザ素
子に及ぶことを防止することができる。その結果、半導
体レーザ素子の特性劣化を防止することができる。In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention comprises a substrate, a projection formed on the substrate by processing the substrate, and having a plurality of side surfaces. And a plurality of semiconductor laser elements provided on the substrate, wherein the plurality of semiconductor laser elements are arranged with their respective end faces facing different side faces of the protrusion. According to the configuration of the semiconductor device, since the protrusion having the plurality of side surfaces is formed on the substrate, the micro prism is not required. Further, since the plurality of semiconductor laser elements can be arranged on a straight line, the interval between the light emitting points between the plurality of semiconductor laser elements can be reduced. Also, a plurality of semiconductor laser elements
Since the respective end faces are arranged so as to face different side surfaces of the protrusion, it is possible to prevent heat generated when the semiconductor laser element performs a high-power operation from reaching other semiconductor laser elements. Can be. As a result, characteristic deterioration of the semiconductor laser device can be prevented.
【0014】また、前記本発明の半導体装置の構成にお
いては、前記凸起が角錐台状に形成され、その頂面に受
光素子が設けられているのが好ましい。この好ましい例
によれば、受光素子を一カ所に配置させることができる
ので、半導体装置の小型化を図ることができる。In the configuration of the semiconductor device of the present invention, it is preferable that the protrusion is formed in a truncated pyramid shape, and a light receiving element is provided on a top surface thereof. According to this preferred example, since the light receiving element can be arranged at one place, the size of the semiconductor device can be reduced.
【0015】また、前記本発明の半導体装置の構成にお
いては、前記基板上に前記基板を加工して形成された複
数の小凸起をさらに備え、それぞれの前記小凸起に半導
体レーザ素子が載置されているのが好ましい。この好ま
しい例によれば、特に半導体レーザ素子をpサイドダウ
ン実装した場合に、半導体レーザ素子の端面から出射さ
れるレーザビームの一部が基板の表面に遮られるのを防
止することができる。Further, in the configuration of the semiconductor device of the present invention, the semiconductor device further includes a plurality of small protrusions formed on the substrate by processing the substrate, and a semiconductor laser element is mounted on each of the small protrusions. Preferably, it is located. According to this preferred example, it is possible to prevent a part of the laser beam emitted from the end face of the semiconductor laser element from being blocked by the surface of the substrate, particularly when the semiconductor laser element is p-side down mounted.
【0016】また、前記本発明の半導体装置の構成にお
いては、前記半導体レーザ素子と前記凸起の側面との間
の前記基板上に溝が形成されているのが好ましい。この
好ましい例によれば、半導体レーザ素子の端面から出射
されるレーザビームの一部が基板の表面に遮られるのを
防止することができる。In the configuration of the semiconductor device of the present invention, it is preferable that a groove is formed on the substrate between the semiconductor laser element and the side surface of the protrusion. According to this preferred example, it is possible to prevent a part of the laser beam emitted from the end face of the semiconductor laser element from being blocked by the surface of the substrate.
【0017】また、前記本発明の半導体装置の構成にお
いては、前記凸起が前記基板の主面に対して40°以上
50°以下の角度をなす4つの側面を有し、かつ、前記
半導体レーザ素子が、主ビームの出射端面を前記凸起の
側面に対向させて配置されているのが好ましい。この好
ましい例によれば、半導体レーザ素子から出射される主
ビームを凸起の側面で反射させて、基板に対して垂直な
方向へ導くことができる。In the configuration of the semiconductor device according to the present invention, the protrusion has four side surfaces forming an angle of 40 ° or more and 50 ° or less with respect to a main surface of the substrate, and the semiconductor laser has It is preferable that the element is arranged so that the emission end face of the main beam faces the side face of the protrusion. According to this preferred example, the main beam emitted from the semiconductor laser device can be reflected by the side surface of the protrusion and guided in a direction perpendicular to the substrate.
【0018】また、前記本発明の半導体装置の構成にお
いては、前記基板がシリコン基板であり、前記基板の主
面が〈1−10〉方向に5゜以上15゜以下の範囲で傾
斜した(100)面であり、前記凸起の側面のうち前記
半導体レーザ素子の主ビームの出射端面に対向する面が
(111)面であるのが好ましい。ここで、〈1−1
0〉方向は、下記(数1)によって表記される方向を意
味するものとする。In the structure of the semiconductor device according to the present invention, the substrate is a silicon substrate, and a main surface of the substrate is inclined in a <1-10> direction in a range of 5 ° to 15 ° (100 degrees). It is preferable that, of the side surfaces of the protrusion, the surface facing the emission end surface of the main beam of the semiconductor laser element is the (111) surface. Here, <1-1
The 0> direction means a direction represented by the following (Equation 1).
【0019】[0019]
【数1】 (Equation 1)
【0020】この好ましい例によれば、凸起の側面に対
する半導体レーザ素子の主ビームの入射角度を45゜に
近づけることができる。According to this preferred example, the angle of incidence of the main beam of the semiconductor laser device on the side surface of the protrusion can be made close to 45 °.
【0021】また、前記本発明の半導体装置の構成にお
いては、前記基板がシリコン基板であり、前記基板の主
面が〈1−10〉方向に1゜以上11゜以下の範囲で傾
斜した(511)面であり、前記凸起の側面のうち前記
半導体レーザ素子の主ビームの出射端面に対向する面が
(111)面であるのが好ましい。この好ましい例によ
れば、凸起の側面に対する半導体レーザ素子の主ビーム
の入射角度を45゜に近づけることができる。In the structure of the semiconductor device of the present invention, the substrate is a silicon substrate, and a main surface of the substrate is inclined in a <1-10> direction in a range of 1 ° to 11 ° (511). It is preferable that, of the side surfaces of the protrusion, the surface facing the emission end surface of the main beam of the semiconductor laser element is the (111) surface. According to this preferred example, the angle of incidence of the main beam of the semiconductor laser device on the side surface of the protrusion can be made close to 45 °.
【0022】また、前記本発明の半導体装置の構成にお
いては、前記基板上に前記基板を加工して形成され、複
数の側面を有する凹部をさらに備え、前記凸起及び複数
の半導体レーザ素子が前記凹部内に設けられているのが
好ましい。また、この場合には、前記複数の半導体レー
ザ素子が、前記凸起の側面に対向する端面と反対側のそ
れぞれの端面を前記凹部のそれぞれ異なる側面に対向さ
せて配置されているのが好ましい。この場合にはさら
に、前記半導体レーザ素子の一方の端面からは主ビーム
が出射されると共に、他方の端面からはモニタ光ビーム
が出射され、前記モニタ光ビームの出射端面に対向する
前記凸起の側面又は前記凹部の側面に、前記モニタ光ビ
ームを受光するモニタ用受光素子が設けられているのが
好ましい。この好ましい例によれば、半導体レーザ素子
から出射される主ビームの出力を制御することができ
る。また、この場合には、前記凹部の外周に受光素子が
設けられているのが好ましい。この好ましい例によれ
ば、複数の受光素子を配置することができるので、半導
体装置の受光感度を向上させることができる。この場合
にはさらに、前記受光素子が、複数に分割された受光領
域を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、複
数の分割された受光領域における信号を演算することに
より、精度の高いトラッキング誤差検出を行うことがで
きる。さらに、この場合には、前記受光素子の分割され
た方向が、前記半導体レーザ素子の端面に平行な方向で
あるのが好ましい。この好ましい例によれば、半導体レ
ーザ素子を所定の位置からずれた位置に配置した場合に
おいても、受光素子に入射する戻り光ビームの量をほと
んど変化させないようにすることができる。また、この
場合には、前記半導体レーザ素子と前記凹部の側面との
間の前記基板上に溝が形成されているのが好ましい。ま
た、この場合には、前記基板がシリコン基板であり、前
記凹部の底面が〈1−10〉方向に5゜以上15゜以下
の範囲で傾斜した(100)面であり、前記凹部の側面
のうち前記半導体レーザ素子の主ビームの出射端面に対
向する面が(111)面であるのが好ましい。また、こ
の場合には、前記基板がシリコン基板であり、前記凹部
の底面が〈1−10〉方向に1゜以上11゜以下の範囲
で傾斜した(511)面であり、前記凹部の側面のうち
前記半導体レーザ素子の主ビームの出射端面に対向する
面が(111)面であるのが好ましい。In the configuration of the semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device further includes a recess formed on the substrate by processing the substrate, the recess having a plurality of side surfaces, and the protrusion and the plurality of semiconductor laser elements are provided. It is preferably provided in the recess. Further, in this case, it is preferable that the plurality of semiconductor laser elements are arranged so that respective end faces opposite to the end face facing the side face of the protrusion face different side faces of the recess. In this case, further, a main beam is emitted from one end face of the semiconductor laser element, and a monitor light beam is emitted from the other end face, and the projection of the projection facing the emission end face of the monitor light beam is further emitted. It is preferable that a monitoring light receiving element for receiving the monitor light beam is provided on a side surface or the side surface of the concave portion. According to this preferred example, the output of the main beam emitted from the semiconductor laser device can be controlled. In this case, it is preferable that a light receiving element is provided on the outer periphery of the concave portion. According to this preferred example, since a plurality of light receiving elements can be arranged, the light receiving sensitivity of the semiconductor device can be improved. In this case, it is preferable that the light receiving element further includes a plurality of divided light receiving regions. According to this preferred example, highly accurate tracking error detection can be performed by calculating signals in a plurality of divided light receiving regions. Further, in this case, it is preferable that the divided direction of the light receiving element is a direction parallel to an end face of the semiconductor laser element. According to this preferred example, even when the semiconductor laser element is arranged at a position shifted from a predetermined position, the amount of the return light beam incident on the light receiving element can be hardly changed. In this case, it is preferable that a groove is formed on the substrate between the semiconductor laser device and the side surface of the concave portion. In this case, the substrate is a silicon substrate, the bottom surface of the recess is a (100) plane inclined in a range of 5 ° to 15 ° in a <1-10> direction, and a side surface of the recess is formed. It is preferable that the surface facing the emission end face of the main beam of the semiconductor laser element is the (111) plane. In this case, the substrate is a silicon substrate, the bottom surface of the concave portion is a (511) surface inclined in the <1-10> direction in a range of 1 ° or more and 11 ° or less, and the side surface of the concave portion is It is preferable that the surface facing the emission end face of the main beam of the semiconductor laser element is the (111) plane.
【0023】また、本発明に係る光ピックアップ装置の
第1の構成は、複数の半導体レーザ素子と複数の受光素
子と複数の反射面とが同一の基板に設けられ、かつ、前
記複数の半導体レーザ素子が、それぞれの端面を異なる
前記反射面に対向させて配置された半導体装置と、前記
半導体レーザ素子から出射されて光記録媒体へ向かう光
ビームの光軸上に配置されたホログラム素子とを備えた
ことを特徴とする。この光ピックアップ装置の第1の構
成によれば、半導体装置そのものを小型化することがで
きるので、光ピックアップ装置の小型化を図ることがで
きる。In a first configuration of the optical pickup device according to the present invention, a plurality of semiconductor laser elements, a plurality of light receiving elements, and a plurality of reflection surfaces are provided on a same substrate, and the plurality of semiconductor laser elements are provided. The device comprises: a semiconductor device in which each end face is arranged to face the different reflection surface; and a hologram element which is arranged on an optical axis of a light beam emitted from the semiconductor laser element and directed to an optical recording medium. It is characterized by having. According to the first configuration of the optical pickup device, the size of the semiconductor device itself can be reduced, so that the size of the optical pickup device can be reduced.
【0024】また、本発明に係る光ピックアップ装置の
第2の構成は、複数の半導体レーザ素子を有する半導体
装置と、前記半導体レーザ素子から出射されて光記録媒
体へ向かう光ビームの光軸上に配置されたホログラム素
子とを備えた光ピックアップ装置であって、前記半導体
装置として前記本発明の半導体装置が用いられることを
特徴とする。In a second configuration of the optical pickup device according to the present invention, there is provided a semiconductor device having a plurality of semiconductor laser elements, and a semiconductor device having a plurality of semiconductor laser elements arranged on an optical axis of a light beam emitted from the semiconductor laser elements and traveling toward an optical recording medium. An optical pickup device provided with a hologram element disposed therein, wherein the semiconductor device of the present invention is used as the semiconductor device.
【0025】また、前記本発明の光ピックアップ装置の
第1又は第2の構成においては、前記ホログラム素子が
複数の回折格子を有するのが好ましい。この好ましい例
によれば、複数の半導体レーザ素子のそれぞれに由来す
る光記録媒体からの戻り光を複数の受光素子のそれぞれ
に入射させることができる。In the first or second configuration of the optical pickup device according to the present invention, it is preferable that the hologram element has a plurality of diffraction gratings. According to this preferred example, return light from the optical recording medium originating from each of the plurality of semiconductor laser elements can be incident on each of the plurality of light receiving elements.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to embodiments.
【0027】尚、参照する図はあくまでも模式的な図で
あり、実際の縮尺を表すものではない。It should be noted that the drawings referred to are merely schematic drawings and do not represent actual scales.
【0028】[第1の実施の形態]図1は本発明の第1
の実施の形態における半導体装置を示す斜視図、図2は
図1に示す半導体装置の、半導体レーザ素子102、1
03を含んでシリコン基板104の主面に垂直な平面で
切断した断面図である。[First Embodiment] FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view cut along a plane that is perpendicular to the main surface of the silicon substrate 104 and includes the same.
【0029】図1、図2に示すように、本実施の形態の
半導体装置101においては、基板として、9.7°の
オフアングルを有する(100)面(以下『(100)
9.7°オフ面』という)を主面としたシリコン基板1
04が用いられている。As shown in FIGS. 1 and 2, in the semiconductor device 101 of the present embodiment, a (100) plane having an off angle of 9.7 ° (hereinafter referred to as “(100)”) is used as a substrate.
9.7 ° off plane ”) as the main surface
04 is used.
【0030】シリコン基板104の主面には、シリコン
プロセスを用いて深さ200μmの凹部105が形成さ
れている。凹部105は、一辺の長さが1.5mmの正
方形状の底面と、前記底面を取り囲むように設けられた
4つの斜面とにより構成されている。凹部105を構成
する底面は(100)9.7°オフ面からなり、底面を
形成する4つの辺は〈110〉方向又は〈1−10〉方
向に平行となっている。また、凹部105を構成する4
つの斜面(以下これらの斜面を『外側面』という)は、
(111)面、(1−11)面、(−1−11)面及び
(−111)面(以下これらの面を『(111)外
面』、『(1−11)外面』等という)からなる。ここ
で、(1−11)面は、下記(数2)によって表記され
る面を意味するものとする。尚、(−1−11)面、
(−111)面等についても同様である。On the main surface of the silicon substrate 104, a concave portion 105 having a depth of 200 μm is formed by using a silicon process. The recess 105 has a square bottom surface with a side length of 1.5 mm, and four slopes provided to surround the bottom surface. The bottom surface forming the concave portion 105 is a (100) 9.7 ° off surface, and the four sides forming the bottom surface are parallel to the <110> direction or the <1-10> direction. 4 forming the recess 105;
Slopes (these slopes are referred to as “outer faces”)
From the (111) plane, the (1-11) plane, the (-1-11) plane, and the (-111) plane (hereinafter, these planes are referred to as “(111) outer plane”, “(1-11) outer plane”, etc.) Become. Here, the (1-11) plane means a plane represented by the following (Equation 2). In addition, (-1-11) plane,
The same applies to the (-111) plane and the like.
【0031】[0031]
【数2】 (Equation 2)
【0032】凹部105の中央付近には、シリコンプロ
セスを用いて高さ200μmの四角錐台状の凸起106
が形成されている。凸起106は、正方形状の底面と、
4つの斜面と、頂面とにより構成されている。凸起10
6を構成する底面を形成する4つの辺は〈110〉方向
又は〈1−10〉方向に平行となっている。また、凸起
106を構成する4つの斜面(以下これらの斜面を『内
側面』という)は、(111)面、(1−11)面、
(−1−11)面及び(−111)面(以下これらの面
を『(111)内面』、『(1−11)内面』等とい
う)からなる。凸起106を構成する頂面は、(10
0)9.7°オフ面からなり、頂面を形成する一辺の長
さは50μmである。In the vicinity of the center of the concave portion 105, a truncated quadrangular pyramid having a height of 200 μm is formed using a silicon process.
Are formed. The protrusion 106 has a square bottom surface,
It is composed of four slopes and a top surface. Protrusion 10
The four sides forming the bottom surface constituting 6 are parallel to the <110> direction or the <1-10> direction. Further, four slopes constituting the protrusion 106 (hereinafter, these slopes are referred to as “inner faces”) are (111) face, (1-11) face,
It is composed of a (-1-11) plane and a (-111) plane (hereinafter, these planes are referred to as “(111) inner plane”, “(1-11) inner plane”, etc.). The top surface of the protrusion 106 is (10
0) It consists of a 9.7 ° off plane, and the length of one side forming the top surface is 50 μm.
【0033】上記外側面及び内側面のうち(111)外
面及び(111)内面は、反射ミラー面107、108
となっている。ここで、凹部105及び凸起106はシ
リコンプロセスを用いて形成されているため、反射ミラ
ー面107、108を1μm以下の精度で作製すること
ができる。このことは、下記第2及び第3の実施の形態
においても同様である。シリコンプロセスを用いて凹部
105の上に形成された小凸起112、113の上に
は、それぞれ半導体レーザ素子102、103が固定さ
れている。半導体レーザ素子102、103は、その前
方端面が〈110〉方向に平行となり、かつ、それぞれ
反射ミラー面107、108に対向するように配置され
ている。また、凸起106の頂面には、光ディスクから
の戻り光ビームL1’、L2’を受光するための受光素
子109が設けられており、(−1−11)内面と(−
1−11)外面には、それぞれモニタ用受光素子11
0、111が設けられている。モニタ用受光素子11
0、111は、それぞれ半導体レーザ素子102、10
3の後方端面から出射されるモニタ光ビームL1”、L
2”の出力をモニタして、半導体レーザ素子102、1
03の前方端面から出射される主ビームの出力を調整す
るためのものである。尚、小凸起112、113は、凸
起106と相似な形状を有しており、高さはそれぞれ5
0μmである。Of the outer surface and the inner surface, the (111) outer surface and the (111) inner surface are the reflecting mirror surfaces 107 and 108.
It has become. Here, since the concave portion 105 and the convex portion 106 are formed using a silicon process, the reflecting mirror surfaces 107 and 108 can be manufactured with an accuracy of 1 μm or less. This is the same in the following second and third embodiments. Semiconductor laser elements 102 and 103 are fixed on small protrusions 112 and 113 formed on the recess 105 by using a silicon process, respectively. The semiconductor laser elements 102 and 103 are arranged such that their front end faces are parallel to the <110> direction and face the reflection mirror surfaces 107 and 108, respectively. A light receiving element 109 for receiving the return light beams L1 'and L2' from the optical disk is provided on the top surface of the protrusion 106, and the (-1-11) inner surface and the (--11) inner surface are provided.
1-11) The monitor light receiving element 11 is provided on the outer surface.
0 and 111 are provided. Monitor light receiving element 11
0 and 111 are the semiconductor laser elements 102 and 10 respectively.
Monitor light beams L1 ″, L1 emitted from the rear end face
By monitoring the output of 2 ″, the semiconductor laser elements 102, 1
This is for adjusting the output of the main beam emitted from the front end face of the laser beam 03. The small protrusions 112 and 113 have a shape similar to the protrusion 106, and have a height of 5
0 μm.
【0034】図2に示すように、半導体レーザ素子10
2、103は、結晶成長面側(発光部側)が下側となる
ように、半田材(図示せず)によって固定されている。
尚、2つの半導体レーザ素子102、103は、それぞ
れのビーム出射点が一直線上に並ぶように配置されてい
る。As shown in FIG. 2, the semiconductor laser device 10
Reference numerals 2 and 103 are fixed by a solder material (not shown) so that the crystal growth surface side (light emitting portion side) is on the lower side.
Note that the two semiconductor laser elements 102 and 103 are arranged such that their beam emission points are aligned on a straight line.
【0035】半導体装置の上記構成において、(11
1)外面及び(111)内面は、凹部105の底面に対
して45゜の角度をもって傾斜している。このような凹
部105、凸起106、小凸起112、113は、シリ
コン基板101に酸化膜エッチングマスクを形成し、水
酸化カリウム水溶液やエチレンジアミン等の異方性エッ
チングを実現する溶液を用いてエッチングすることによ
り、容易に形成することができる。In the above structure of the semiconductor device, (11
1) The outer surface and the (111) inner surface are inclined at an angle of 45 ° with respect to the bottom surface of the concave portion 105. The concave portions 105, the convex portions 106, and the small convex portions 112 and 113 form an oxide film etching mask on the silicon substrate 101, and are etched using a solution that realizes anisotropic etching such as an aqueous solution of potassium hydroxide or ethylenediamine. By doing so, it can be easily formed.
【0036】反射ミラー面107、108の表面には、
厚さ300〜500nmの金の膜(図示せず)が形成さ
れており、反射ミラー面107、108の反射率は90
%以上になっている。この構成により、半導体レーザ素
子102、103の前方端面から水平方向に出射された
主ビームL1、L2は、それぞれ反射ミラー面107、
108で反射されてシリコン基板104の主面に対して
垂直あるいは垂直方向に近い方向にある光ディスク(図
示せず)の方向へ進み、光ディスクで反射される。On the surfaces of the reflecting mirror surfaces 107 and 108,
A gold film (not shown) having a thickness of 300 to 500 nm is formed, and the reflectance of the reflection mirror surfaces 107 and 108 is 90.
% Or more. With this configuration, the main beams L1 and L2 emitted in the horizontal direction from the front end surfaces of the semiconductor laser elements 102 and 103 are respectively reflected by the reflection mirror surface 107 and the reflection mirror surface 107.
The light is reflected at 108 and travels in the direction of an optical disk (not shown) perpendicular to or substantially perpendicular to the main surface of the silicon substrate 104, and is reflected by the optical disk.
【0037】本実施の形態によれば、2つの半導体レー
ザ素子102、103を一直線上に配置することができ
るので、半導体レーザ素子102と半導体レーザ素子1
03との間の発光点間隔を小さくすることができる。ま
た、2つの半導体レーザ素子102、103が凸起10
6を挟んでシリコン基板104上の別々の場所に形成さ
れているので、一方の半導体レーザ素子に30W以上の
高出力動作をさせた場合に発生する熱が他方の半導体レ
ーザ素子に及びにくくなる。その結果、半導体レーザ素
子の特性劣化が防止される。According to the present embodiment, the two semiconductor laser elements 102 and 103 can be arranged on a straight line.
03 can be reduced. In addition, the two semiconductor laser elements 102 and 103
6, the heat generated when one semiconductor laser element is operated at a high output of 30 W or more is less likely to reach the other semiconductor laser element. As a result, characteristic deterioration of the semiconductor laser device is prevented.
【0038】特に、凹部105の側面に対する半導体レ
ーザ素子102及び凸起106の側面に対する半導体レ
ーザ素子103の、それぞれの主ビームL1、L2の入
射角度を45度に近づけることができる。In particular, the incident angles of the main beams L1 and L2 of the semiconductor laser device 102 with respect to the side surface of the concave portion 105 and the semiconductor laser device 103 with respect to the side surface of the protrusion 106 can be made close to 45 degrees.
【0039】また、特に、半導体レーザ素子102、1
03がそれぞれ小凸起112、113の上に固定されて
いるが、このようにすることにより、特に半導体レーザ
素子102、103をpサイドダウン実装した場合、す
なわち、半導体レーザ素子102、103のp側電極が
例えば小凸起112、113に面するように半導体レー
ザ素子102、103を載置した場合に、半導体レーザ
素子102、103の前方端面から出射される主ビーム
の一部が凹部105の底面に遮られるのを防止すること
ができる。In particular, the semiconductor laser elements 102, 1
03 are fixed on the small protrusions 112 and 113, respectively. By doing so, particularly when the semiconductor laser elements 102 and 103 are p-side down mounted, that is, the p of the semiconductor laser elements 102 and 103 is When the semiconductor laser elements 102 and 103 are mounted such that the side electrodes face, for example, the small protrusions 112 and 113, a part of the main beam emitted from the front end face of the semiconductor laser elements 102 and 103 It can be prevented from being blocked by the bottom surface.
【0040】本実施の形態で用いられる半導体レーザ1
02、103の例としては、波長780nmのAlGa
As系レーザ、波長650nmのAlGaInP系レー
ザ又は波長420nmのGaN系レーザを挙げることが
できる。そして、これらのうちのどれか2つを用いるこ
とにより、2波長型の半導体レーザ装置を得ることがで
きる。また、例えば波長650nmの、AlGaInP
系高出力レーザとAlGaInP系自励発振レーザとい
うような、同一波長の2つの半導体レーザを用いてもよ
い。Semiconductor laser 1 used in this embodiment
02 and 103 are AlGa having a wavelength of 780 nm.
An As-based laser, an AlGaInP-based laser having a wavelength of 650 nm, or a GaN-based laser having a wavelength of 420 nm can be given. Then, by using any two of these, a two-wavelength semiconductor laser device can be obtained. Further, for example, AlGaInP having a wavelength of 650 nm is used.
Two semiconductor lasers having the same wavelength, such as a high-power laser and an AlGaInP self-pulsation laser, may be used.
【0041】2つの半導体レーザ素子102、103を
一直線上に配置することによって半導体レーザ素子10
2と半導体レーザ素子103との間の発光点間隔、すな
わち見かけ上の発光点間隔を小さくすることができるこ
とについて、図3を参照しながら説明する。尚、図3に
おいて、半導体装置101は図1に示すものと同一のも
のであり、それが筐体115内に載置され、カバーガラ
ス116によって封止されている。さらに、カバーガラ
ス116の上にホログラム素子114が載置されてい
る。By arranging the two semiconductor laser elements 102 and 103 on a straight line, the semiconductor laser element 10
With reference to FIG. 3, a description will be given of the fact that the light emitting point interval between the semiconductor laser device 103 and the semiconductor laser element 103, that is, the apparent light emitting point interval can be reduced. In FIG. 3, the semiconductor device 101 is the same as that shown in FIG. 1, and is mounted in the housing 115 and sealed with a cover glass 116. Further, the hologram element 114 is placed on the cover glass 116.
【0042】図3に示すように、半導体レーザ素子10
2、103からそれぞれ水平方向に出射された主ビーム
L1、L2は、それぞれ反射ミラー面107、108で
反射されて、垂直方向あるいは垂直方向に近い方向へ進
む。このとき、半導体レーザ素子102、103のそれ
ぞれから出射されるレーザ光の反射ミラー面107、1
08のそれぞれに入射する角度を適当に選べば、例えば
ホログラム素子114においてこれら2本の主ビームL
1、L2が一点で交わるように、すなわち、ホログラム
素子114において半導体レーザ素子102と半導体レ
ーザ素子103との間の発光点間隔がゼロとなるように
することができる。As shown in FIG. 3, the semiconductor laser device 10
The main beams L1 and L2 emitted in the horizontal direction from the mirrors 2 and 103 are reflected by the reflecting mirror surfaces 107 and 108, respectively, and travel in the vertical direction or a direction close to the vertical direction. At this time, the reflection mirror surfaces 107 and 1 of the laser beams emitted from the semiconductor laser elements 102 and 103, respectively.
If the angles of incidence on each of the two main beams L are respectively selected in the hologram element 114, for example,
1 and L2 can intersect at one point, that is, the luminous point interval between the semiconductor laser element 102 and the semiconductor laser element 103 in the hologram element 114 can be made zero.
【0043】次に、半導体レーザ装置としての上記半導
体装置101を用いて構成される光ピックアップ装置に
ついて、図4を参照しながら説明する。Next, an optical pickup device using the semiconductor device 101 as a semiconductor laser device will be described with reference to FIG.
【0044】図4に示すように、この光ピックアップ装
置においては、半導体装置101から出射される主ビー
ムL1、L2上にホログラム素子114とコリメータレ
ンズ117とが順に配置されている。ホログラム素子1
14とコリメータレンズ117とは、光ディスク118
上に主ビームL1、L2が焦点を結ぶように配置されて
いる。そして、光ディスク118からの戻り光ビームが
コリメータレンズ117、ホログラム素子114を順に
通過して、再び半導体装置101に入射し、受光素子1
09(図1、図2参照)によって光ディスク118の情
報として検出される。As shown in FIG. 4, in this optical pickup device, a hologram element 114 and a collimator lens 117 are sequentially arranged on main beams L1 and L2 emitted from a semiconductor device 101. Hologram element 1
14 and the collimator lens 117 are
The main beams L1 and L2 are arranged on the top so as to be focused. Then, the return light beam from the optical disk 118 passes through the collimator lens 117 and the hologram element 114 in order, and is incident on the semiconductor device 101 again.
09 (see FIGS. 1 and 2) as information of the optical disk 118.
【0045】この光ピックアップ装置の構成において
は、複数の半導体レーザ素子間の発光点間隔を小さくす
ることのできる半導体装置101を用いているので、レ
ンズ等の光学系をより単純化することができる。その結
果、安価な光ピックアップ装置を実現することができ
る。In the configuration of the optical pickup device, since the semiconductor device 101 capable of reducing the light emitting point interval between the plurality of semiconductor laser elements is used, the optical system such as a lens can be further simplified. . As a result, an inexpensive optical pickup device can be realized.
【0046】尚、本実施の形態においては、凸起106
の頂面に光ディスクからの戻り光ビームを受光するため
の受光素子109が設けられているが、必ずしもこの構
成に限定されるものではない。例えば、図5に示すよう
に、受光素子109をシリコン基板104の凹部105
の外周に設けてもよい。In this embodiment, the protrusion 106
The light receiving element 109 for receiving the return light beam from the optical disk is provided on the top surface of the optical disk, but is not necessarily limited to this configuration. For example, as shown in FIG.
May be provided on the outer periphery.
【0047】また、本実施の形態においては、半導体レ
ーザ素子102、103を、結晶成長面側(発光部側)
が下側となるように固定しているが、結晶成長面側(発
光部側)が上側となるように固定してもよい。しかし、
半導体レーザ素子102、103を、結晶成長面側(発
光部側)が上側となるように固定すると、半導体レーザ
素子102、103自身の厚さのばらつきが20μmと
大きくなって、発光点位置のばらつきがその分だけ大き
くなるので、半導体レーザ素子102、103を、結晶
成長面側が下側となるように固定するのが望ましい。半
導体レーザ素子102、103を、結晶成長面側が下側
となるように固定すれば、発光点位置のばらつき、すな
わち発光点間隔が半導体レーザ素子102、103の結
晶成長膜のばらつき(2μm程度)に抑えられて、より
効果的である。また、この場合、小凸起112、113
の代わりに半導体レーザ素子102、103の前方端面
と反射ミラー面107、108との間に溝を形成すれ
ば、半導体レーザ素子102、103の前方端面から出
射される主ビームの一部が凹部105の底面に遮られる
のを防止することができる。このことは、下記第2及び
第3の実施の形態においても同様である。In the present embodiment, the semiconductor laser elements 102 and 103 are connected to the crystal growth surface side (light emitting portion side).
Is fixed on the lower side, but the crystal growth surface side (light emitting portion side) may be fixed on the upper side. But,
When the semiconductor laser elements 102 and 103 are fixed so that the crystal growth surface side (light emitting portion side) is on the upper side, the thickness variation of the semiconductor laser elements 102 and 103 themselves becomes as large as 20 μm, and the variation of the light emitting point position varies. Therefore, it is desirable to fix the semiconductor laser elements 102 and 103 such that the crystal growth surface side is on the lower side. If the semiconductor laser elements 102 and 103 are fixed such that the crystal growth surface side is on the lower side, the variation in the light emitting point position, that is, the variation in the crystal growth film of the semiconductor laser elements 102 and 103 (about 2 μm) can be achieved. It is suppressed and more effective. In this case, the small protrusions 112, 113
If a groove is formed between the front end faces of the semiconductor laser elements 102 and 103 and the reflecting mirror surfaces 107 and 108 instead of the above, a part of the main beam emitted from the front end faces of the semiconductor laser elements 102 and 103 will Can be prevented from being interrupted by the bottom surface. This is the same in the following second and third embodiments.
【0048】また、本実施の形態においては、シリコン
基板104の主面として、〈1−10〉方向を軸として
9.7°のオフアングルを有する(100)面が用いら
れているが、5〜15°のオフアングルを有する(10
0)面であれば、反射ミラー面107、108のシリコ
ン基板104の表面に対する傾きを40゜≦θ≦50゜
の範囲に抑えることができ、傾きがほぼ45°の反射ミ
ラー面107、108が得られるので、同様の効果が得
られる。また、シリコン基板104と等価なシリコン基
板として、〈1−10〉方向を軸として1〜11°のオ
フアングルを有する(511)面を主面とする基板や、
その他の結晶面から適当なオフアングルを設定した等価
な基板を用いることにより、同様の効果が得られる。こ
のことは、下記第2及び第3の実施の形態においても同
様である。In the present embodiment, the (100) plane having an off-angle of 9.7 ° with respect to the <1-10> direction is used as the main surface of the silicon substrate 104. With an off-angle of ~ 15 ° (10
In the case of the (0) plane, the inclination of the reflecting mirror surfaces 107 and 108 with respect to the surface of the silicon substrate 104 can be suppressed within the range of 40 ° ≦ θ ≦ 50 °, and the reflecting mirror surfaces 107 and 108 having the inclination of approximately 45 ° are formed. As a result, a similar effect can be obtained. Further, as a silicon substrate equivalent to the silicon substrate 104, a substrate having a (511) plane as a main surface having an off angle of 1 to 11 ° about a <1-10> direction as an axis,
The same effect can be obtained by using an equivalent substrate having an appropriate off-angle set from other crystal planes. This is the same in the following second and third embodiments.
【0049】[第2の実施の形態]図6は本発明の第2
の実施の形態における半導体装置を示す斜視図である。[Second Embodiment] FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view showing a semiconductor device in the embodiment.
【0050】図6に示すように、本実施の形態の半導体
装置201においては、シリコン基板206の主面であ
る(100)9.7°オフ面の上に、上記第1の実施の
形態と同様の寸法を有する凹部207と凸起208が形
成されている。As shown in FIG. 6, in the semiconductor device 201 of the present embodiment, the semiconductor device 201 according to the first embodiment is placed on the (100) 9.7 ° off plane which is the main surface of the silicon substrate 206. A recess 207 and a protrusion 208 having similar dimensions are formed.
【0051】凸起208を構成する(111)内面、及
び(100)9.7°オフ面に対して45°の角度をな
す3つの面(以下これらの面を凸起208の上方からみ
て反時計回りに『α内面』、『β内面』、『γ内面』と
いう)が、反射ミラー面209、210、211、21
2となっている。凹部207の上に形成された小凸起2
18、219、220、221の上には、それぞれ半導
体レーザ素子202、203、204、205が固定さ
れている。半導体レーザ素子202、203、204、
205は、その前方端面が凸起208の底面を形成する
4つの辺のそれぞれに平行となり、かつ、それぞれ反射
ミラー面209、210、211、212に対向するよ
うに配置されている。凸起208の頂面には、光ディス
クからの戻り光ビームL3’、L4’、L5’、L6’
を受光する受光素子213が設けられており、凹部20
7を構成する(111)外面、及び(100)9.7°
オフ面に対して45°の角度をなす3つの面(以下これ
らの面を凹部207の上方からみて反時計回りに『α外
面』、『β外面』、『γ外面』という)には、それぞれ
モニタ用受光素子214、215、216、217が設
けられている。モニタ用受光素子214、215、21
6、217は、それぞれ半導体レーザ素子202、20
3、204、205の後方端面から出射されるモニタ光
ビームL3”、L4”、L5”、L6”の出力をモニタ
して、半導体レーザ素子202、203、204、20
5の前方端面から出射される主ビームの出力を調整する
ためのものである。The (111) inner surface constituting the protrusion 208 and three surfaces forming an angle of 45 ° with the (100) 9.7 ° off surface (hereinafter, these surfaces are viewed from above the protrusion Clockwise, “α inner surface”, “β inner surface”, and “γ inner surface” are the reflecting mirror surfaces 209, 210, 211, and 21.
It is 2. Small protrusion 2 formed on recess 207
Semiconductor laser elements 202, 203, 204, and 205 are fixed on 18, 219, 220, and 221 respectively. Semiconductor laser elements 202, 203, 204,
205 is arranged so that its front end surface is parallel to each of the four sides forming the bottom surface of the projection 208 and faces the reflection mirror surfaces 209, 210, 211, 212, respectively. On the top surface of the protrusion 208, return light beams L3 ', L4', L5 ', L6' from the optical disk are provided.
The light receiving element 213 for receiving the
(111) outer surface constituting (7) and (100) 9.7 °
Three surfaces forming an angle of 45 ° with the off surface (hereinafter referred to as “α outer surface”, “β outer surface”, and “γ outer surface” in a counterclockwise direction when viewed from above the concave portion 207) are respectively provided. Monitoring light receiving elements 214, 215, 216, and 217 are provided. Monitor light receiving elements 214, 215, 21
6, 217 are semiconductor laser elements 202, 20 respectively.
The outputs of the monitor light beams L3 ″, L4 ″, L5 ″, L6 ″ emitted from the rear end surfaces of the semiconductor laser elements 202, 203, 204, 20 are monitored.
5 is for adjusting the output of the main beam emitted from the front end face of the main beam 5.
【0052】尚、凸起208や小凸起218、219、
220、221は、例えば図7に示すように、シリコン
基板206の上にマスク222を形成し、反応性イオン
エッチング(RIE:Reactive Ion Etching)を施すこ
とによって形成することができる。また、小凸起21
8、219、220、221は、凸起208と相似な形
状を有しており、高さはそれぞれ50μmである。The projections 208 and the small projections 218, 219,
For example, as shown in FIG. 7, the masks 220 and 221 can be formed by forming a mask 222 on a silicon substrate 206 and performing reactive ion etching (RIE). In addition, small projections 21
8, 219, 220, and 221 have a shape similar to the protrusion 208, and each has a height of 50 μm.
【0053】半導体レーザ素子202、203、20
4、205は、結晶成長面側(発光部側)が下側になる
ように、半田材(図示せず)によって固定されている。Semiconductor laser elements 202, 203, 20
Reference numerals 4 and 205 are fixed by a solder material (not shown) so that the crystal growth surface side (light emitting unit side) is on the lower side.
【0054】反射ミラー面209、210、211、2
12の表面には、上記第1の実施の形態1と同様に、厚
さ300〜500nmの金の膜(図示せず)が形成され
ており、反射ミラー面209、210、211、212
の反射率は90%以上になっている。この構成により、
半導体レーザ素子202、203、204、205の前
方端面から水平方向に出射された主ビームL3、L4、
L5、L6は、それぞれ反射ミラー面209、210、
211、212で反射されてシリコン基板206の主面
に対して垂直あるいは垂直に近い方向にある光ディスク
(図示せず)の方向へ進み、光ディスクで反射される。
そして、光ディスクからの戻り光ビームL3’、L
4’、L5’、L6’が受光素子213へ入射して、信
号として取り出される。Reflecting mirror surfaces 209, 210, 211, 2
Similarly to the first embodiment, a gold film (not shown) having a thickness of 300 to 500 nm is formed on the surface of the mirror 12, and the reflection mirror surfaces 209, 210, 211, and 212 are formed.
Is 90% or more. With this configuration,
The main beams L3, L4, which are horizontally emitted from the front end faces of the semiconductor laser elements 202, 203, 204, 205,
L5 and L6 are reflecting mirror surfaces 209 and 210, respectively.
The light is reflected by 211 and 212 and travels in the direction of an optical disk (not shown) perpendicular or nearly perpendicular to the main surface of the silicon substrate 206, and is reflected by the optical disk.
Then, return light beams L3 ′, L
4 ′, L5 ′ and L6 ′ enter the light receiving element 213 and are extracted as signals.
【0055】本実施の形態によれば、半導体レーザ素子
202と半導体レーザ素子204とを一直線上に配置す
ることができ、かつ、半導体レーザ素子203と半導体
レーザ素子205とを一直線上に配置することができる
ので、複数の半導体レーザ素子間の発光点間隔を小さく
することができる。According to the present embodiment, the semiconductor laser element 202 and the semiconductor laser element 204 can be arranged on a straight line, and the semiconductor laser element 203 and the semiconductor laser element 205 can be arranged on a straight line. Therefore, the interval between the light emitting points between the plurality of semiconductor laser elements can be reduced.
【0056】特に、凸起208の側面に対する半導体レ
ーザ素子202、203、204、205の、それぞれ
の主ビームL3、L4、L5、L6の入射角度を45度
に近づけることができる。In particular, the incident angles of the main beams L3, L4, L5, and L6 of the semiconductor laser elements 202, 203, 204, and 205 with respect to the side surface of the projection 208 can be made close to 45 degrees.
【0057】また、受光素子213を凸起208の頂面
に設けるようにしたことにより、半導体レーザ素子20
2、203、204、205と受光素子213とが配置
されるシリコン基板204の領域をより狭くすることが
できるので、光ピックアップ装置の小型化を図ることが
できる。Further, since the light receiving element 213 is provided on the top surface of the projection 208, the semiconductor laser element 20 is provided.
Since the area of the silicon substrate 204 on which the light receiving elements 213, 204, 205, and 205 are disposed can be made smaller, the size of the optical pickup device can be reduced.
【0058】本実施の形態で用いられる半導体レーザ素
子202、203、204、205の例としては、波長
780nmのAlGaAs系レーザ、波長650nmの
AlGaInP系レーザ又は波長420nmのGaN系
レーザを挙げることができる。そして、これらを組み合
わせて用いることにより、多波長型の半導体レーザ装置
を得ることができる。また、例えば波長650nmの、
AlGaInP系高出力レーザとAlGaInP系自励
発振レーザというような、同一波長の半導体レーザを用
いてもよい。As examples of the semiconductor laser elements 202, 203, 204, and 205 used in this embodiment, an AlGaAs laser having a wavelength of 780 nm, an AlGaInP laser having a wavelength of 650 nm, or a GaN laser having a wavelength of 420 nm can be given. . By using these in combination, a multi-wavelength semiconductor laser device can be obtained. Further, for example, at a wavelength of 650 nm,
Semiconductor lasers having the same wavelength, such as an AlGaInP-based high-power laser and an AlGaInP-based self-pulsation laser, may be used.
【0059】下記(表1)に、半導体レーザ素子20
2、203、204、205の具体的な組み合わせと、
読み取り又は書き込み可能な光ディスクとの関係を示
す。The following (Table 1) shows the semiconductor laser device 20
Specific combinations of 2, 203, 204, 205;
This shows the relationship with a readable or writable optical disk.
【0060】[0060]
【表1】 [Table 1]
【0061】半導体レーザ装置としての半導体装置20
1を用いて構成される光ピックアップ装置は、上記第1
の実施の形態と同様である。すなわち、この光ピックア
ップ装置の構成においては、複数の半導体レーザ素子間
の発光点間隔を小さくすることのできる半導体レーザ装
置としての半導体装置201を用いているので、レンズ
等の光学系をより単純化することができる。その結果、
安価な光ピックアップ装置を実現することができる。Semiconductor device 20 as semiconductor laser device
The optical pickup device constituted by using the first
This is the same as the embodiment. That is, in the configuration of the optical pickup device, since the semiconductor device 201 as a semiconductor laser device capable of reducing the light emitting point interval between a plurality of semiconductor laser elements is used, the optical system such as a lens is simplified. can do. as a result,
An inexpensive optical pickup device can be realized.
【0062】[第3の実施の形態]図8は本発明の第3
の実施の形態における半導体装置を示す斜視図である。[Third Embodiment] FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view showing a semiconductor device in the embodiment.
【0063】図8に示すように、本実施の形態の半導体
装置301においては、シリコン基板306の主面であ
る(100)9.7°オフ面の上に、深さ200μmの
凹部307が形成されている。凹部307は、一辺の長
さが0.5mmの十字形状の底面と、前記底面を取り囲
むように設けられた12個の斜面とにより構成されてい
る。凹部307を構成する底面は(100)9.7°オ
フ面からなり、底面を形成する12個の辺は〈110〉
方向又は〈1−10〉方向に平行となっている。また、
12個の斜面(以下これらの斜面を『外側面』という)
は、(111)面、及び(100)9.7°オフ面に対
して45°の角度をなす3種類の面からなる。As shown in FIG. 8, in the semiconductor device 301 of the present embodiment, a recess 307 having a depth of 200 μm is formed on the (100) 9.7 ° off plane which is the main surface of the silicon substrate 306. Have been. The concave portion 307 includes a cross-shaped bottom surface having a side length of 0.5 mm and twelve inclined surfaces provided so as to surround the bottom surface. The bottom surface forming the concave portion 307 is a (100) 9.7 ° off surface, and the 12 sides forming the bottom surface are <110>
Direction or <1-10> direction. Also,
12 slopes (hereinafter these slopes are referred to as "outer faces")
Consists of three types of planes that form an angle of 45 ° with the (111) plane and the (100) 9.7 ° off plane.
【0064】凹部307の中央付近には、高さ200μ
mの四角錐台状の凸起308が形成されている。凸起3
08は、正方形状の底面と、4つの斜面と、頂面とによ
り構成されている。底面を形成する4つの辺は〈11
0〉方向又は〈1−10〉方向に平行となっている。ま
た、凸起308を構成する4つの斜面は、(111)内
面及びα内面、β内面、γ内面からなる。凸起308を
構成する頂面は(100)9.7°オフ面からなり、頂
面を形成する一辺の長さは50μmである。In the vicinity of the center of the recess 307, a height of 200 μm
An m-shaped truncated pyramid-shaped protrusion 308 is formed. Bump 3
08 includes a square bottom surface, four slopes, and a top surface. The four sides forming the bottom are <11
It is parallel to the <0> direction or the <1-10> direction. The four slopes forming the protrusion 308 include a (111) inner surface, an α inner surface, a β inner surface, and a γ inner surface. The top surface forming the protrusion 308 is a (100) 9.7 ° off surface, and the length of one side forming the top surface is 50 μm.
【0065】凸起308を構成する(111)内面及び
α内面、β内面、γ内面は反射ミラー面309、31
0、311、312となっている。凹部307の上に形
成された小凸起318、319、320、321の上に
は、それぞれ半導体レーザ素子302、303、30
4、305が固定されている。半導体レーザ素子30
2、303、304、305は、その前方端面が凸起3
08の4つの辺のそれぞれに平行となり、かつ、それぞ
れ反射ミラー面309、310、311、312に対向
するように配置されている。また、凹部307の外周に
は、光ディスクからの戻り光ビームL7’、L8’、L
9’、L10’を受光するための受光素子313a〜3
13dが設けられている。各受光素子313a〜313
dは、凸起308から各受光素子313a〜313dへ
向かう方向に細長く3分割された受光領域を有してい
る。このように受光素子313a〜313dを細長く3
分割することにより、3ビーム法によるトラッキング誤
差検出が可能となるので、精度の高いトラッキング検出
が可能となる。半導体レーザ素子302、303、30
4、305の各々に対向する4つの外側面には、それぞ
れモニタ用受光素子314、315、316、317が
設けられている。モニタ用受光素子314、315、3
16、317は、それぞれ半導体レーザ素子302、3
03、304、305の後方端面から出射されるモニタ
光ビームL7”、L8”、L9”、L10”の出力をモ
ニタして、半導体レーザ素子302、303、304、
305の前方端面から出射される主ビームの出力を調整
するためのものである。The (111) inner surface, the α inner surface, the β inner surface, and the γ inner surface constituting the protrusion 308 are reflecting mirror surfaces 309 and 31.
0, 311 and 312. On the small protrusions 318, 319, 320, 321 formed on the recess 307, the semiconductor laser elements 302, 303, 30
4 and 305 are fixed. Semiconductor laser device 30
2, 303, 304, and 305 have their front end faces protruding 3
08 are arranged so as to be parallel to each of the four sides and to face the reflection mirror surfaces 309, 310, 311 and 312, respectively. Further, on the outer periphery of the concave portion 307, return light beams L7 ′, L8 ′, L
Light receiving elements 313a to 313a for receiving 9 'and L10'
13d is provided. Each light receiving element 313a to 313
“d” has a light receiving area that is elongated and divided into three parts in the direction from the protrusion 308 to each of the light receiving elements 313a to 313d. In this way, the light receiving elements 313a to 313d can
The division enables tracking error detection by the three-beam method, so that highly accurate tracking detection is possible. Semiconductor laser elements 302, 303, 30
Monitor light-receiving elements 314, 315, 316, and 317 are provided on four outer surfaces facing each of the light-receiving elements 4 and 305, respectively. Monitor light receiving elements 314, 315, 3
16 and 317 are semiconductor laser elements 302 and 3 respectively.
Monitor the outputs of the monitor light beams L7 ", L8", L9 ", L10" emitted from the rear end surfaces of the semiconductor laser elements 302, 303, 304,
This is for adjusting the output of the main beam emitted from the front end face of the 305.
【0066】尚、凸起308や小凸起318、319、
320、321は、シリコン基板306の上にマスクを
形成し、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive I
on Etching)を施すことによって形成することができ
る。また、小凸起318、319、320、321は、
凸起308と相似な形状を有しており、高さはそれぞれ
50μmである。The protrusions 308 and the small protrusions 318, 319,
320 and 321 form a mask on the silicon substrate 306 and perform reactive ion etching (RIE).
on Etching). In addition, the small protrusions 318, 319, 320, 321 are:
It has a shape similar to the protrusion 308, and each has a height of 50 μm.
【0067】半導体レーザ素子302、303、30
4、305は、結晶成長面側(発光部側)が下側になる
ように、半田材(図示せず)によって固定されている。Semiconductor laser elements 302, 303, 30
Reference numerals 4 and 305 are fixed by a solder material (not shown) such that the crystal growth surface side (light emitting portion side) is on the lower side.
【0068】反射ミラー面309、310、311、3
12の表面には、上記第1の実施の形態と同様に、厚さ
300〜500nmの金の膜(図示せず)が形成されて
おり、反射ミラー面309、310、311、312の
反射率は90%以上になっている。この構成により、半
導体レーザ素子302、303、304、305の前方
端面から水平方向に出射された主ビームL7、L8、L
9、L10は、それぞれ反射ミラー面309、310、
311、312で反射されてシリコン基板306の主面
に対して垂直あるいは垂直に近い方向にある光ディスク
(図示せず)の方向へ進み、光ディスクで反射される。
そして、光ディスクからの戻り光ビームL7’、L
8’、L9’、L10’がそれぞれ受光素子313a〜
313dへ入射して、信号として取り出される。Reflecting mirror surfaces 309, 310, 311 and 3
As in the first embodiment, a gold film (not shown) having a thickness of 300 to 500 nm is formed on the surface of the mirror 12, and the reflectance of the reflecting mirror surfaces 309, 310, 311 and 312 is changed. Is 90% or more. With this configuration, the main beams L7, L8, L emitted in the horizontal direction from the front end faces of the semiconductor laser elements 302, 303, 304, 305
9, L10 are reflecting mirror surfaces 309, 310, respectively.
The light is reflected by 311 and 312, travels in the direction of an optical disk (not shown) perpendicular to or substantially perpendicular to the main surface of the silicon substrate 306, and is reflected by the optical disk.
Then, return light beams L7 ′, L
8 ′, L9 ′, and L10 ′ are light receiving elements 313a to 313a, respectively.
313d, and is extracted as a signal.
【0069】本実施の形態によれば、半導体レーザ素子
302と半導体レーザ素子304とを一直線上に配置す
ることができ、かつ、半導体レーザ素子303と半導体
レーザ素子305とを一直線上に配置することができる
ので、複数の半導体レーザ素子間の発光点間隔を小さく
することができる。According to the present embodiment, the semiconductor laser element 302 and the semiconductor laser element 304 can be arranged on a straight line, and the semiconductor laser element 303 and the semiconductor laser element 305 can be arranged on a straight line. Therefore, the interval between the light emitting points between the plurality of semiconductor laser elements can be reduced.
【0070】特に、凸起308の側面に対する半導体レ
ーザ素子302、303、304、305の、それぞれ
の主ビームL7、L8、L9、L10の入射角度を45
度に近づけることができる。In particular, the incident angles of the main beams L7, L8, L9, L10 of the semiconductor laser elements 302, 303, 304, 305 with respect to the side surfaces of the protrusion 308 are set to 45.
Can approach the degree.
【0071】本実施の形態で用いられる半導体レーザ素
子302、303、304、305の例としては、波長
780nmのAlGaAs系レーザ、波長650nmの
AlGaInP系レーザ又は波長420nmのGaN系
レーザを挙げることができる。そして、これらを組み合
わせて用いることにより、多波長型の半導体レーザ装置
を得ることができる。また、例えば波長650nmの、
AlGaInP系高出力レーザとAlGaInP系自励
発振レーザ、波長780nmの、AlGaAs系高出力
レーザとAlGaAs系自励発振レーザというような、
2種類の波長のものを2つずつ用いてもよい。Examples of the semiconductor laser elements 302, 303, 304, and 305 used in the present embodiment include an AlGaAs laser having a wavelength of 780 nm, an AlGaInP laser having a wavelength of 650 nm, and a GaN laser having a wavelength of 420 nm. . By using these in combination, a multi-wavelength semiconductor laser device can be obtained. Further, for example, at a wavelength of 650 nm,
AlGaInP-based high-power lasers and AlGaInP-based self-pulsating lasers, such as 780 nm wavelength AlGaAs-based high-power lasers and AlGaAs-based self-pulsating lasers,
Two types of two wavelengths may be used.
【0072】下記(表2)に、半導体レーザ素子30
2、303、304、305の具体的な組み合わせと、
読み取り又は書き込み可能な光ディスクとの関係を示
す。The following Table 2 shows that the semiconductor laser element 30
Specific combinations of 2, 303, 304, and 305;
This shows the relationship with a readable or writable optical disk.
【0073】[0073]
【表2】 [Table 2]
【0074】次に、半導体レーザ装置としての上記半導
体装置301を用いて構成される光ピックアップ装置に
ついて、図9を参照しながら説明する。この光ピックア
ップ装置の基本的な構成は、上記第1の実施の形態と同
様である。Next, an optical pickup device using the semiconductor device 301 as a semiconductor laser device will be described with reference to FIG. The basic configuration of this optical pickup device is the same as that of the first embodiment.
【0075】図8、図9に示すように、この光ピックア
ップ装置においては、半導体装置301から出射される
主ビームL7、L8、L9、L10、上にホログラム素
子324とコリメータレンズ325とが順に配置されて
いる。ホログラム素子324とコリメータレンズ325
とは、光ディスク326上に主ビームL7、L8、L
9、L10が焦点を結ぶように配置されている。半導体
装置301は、筐体322内に載置され、カバーガラス
323によって封止されている。ホログラム素子324
は、カバーガラス323の上に載置されている。そし
て、光ディスク326からの戻り光ビームがコリメータ
レンズ325、ホログラム素子324を順に通過して、
再び半導体装置301に入射し、受光素子313a〜3
13dによって光ディスク326の情報として検出され
る。As shown in FIGS. 8 and 9, in this optical pickup device, a hologram element 324 and a collimator lens 325 are sequentially arranged on a main beam L7, L8, L9, L10 emitted from a semiconductor device 301. Have been. Hologram element 324 and collimator lens 325
Means that the main beams L7, L8, L
9, L10 are arranged so as to be focused. The semiconductor device 301 is placed in the housing 322 and sealed with a cover glass 323. Hologram element 324
Are placed on the cover glass 323. Then, the return light beam from the optical disk 326 sequentially passes through the collimator lens 325 and the hologram element 324,
The light enters the semiconductor device 301 again, and the light receiving elements 313a to 313a
13d, it is detected as information of the optical disk 326.
【0076】図10Aに示すように、ホログラム素子3
24には、半導体装置301に面する側に主ビームL
7、L8、L9、L10のそれぞれを0次、+1次及び
−1次の回折光に分離するための回折格子327が設け
られている。また、図10Bに示すように、ホログラム
素子324には、光ディスク326に面する側に戻り光
ビームL7’、L8’、L9’、L10’のそれぞれを
受光素子313a〜313dのそれぞれに導くための回
折格子328が設けられている。As shown in FIG. 10A, the hologram element 3
24 has a main beam L on the side facing the semiconductor device 301.
A diffraction grating 327 is provided for separating each of 7, L8, L9, and L10 into 0th, + 1st, and -1st order diffracted light. Further, as shown in FIG. 10B, the hologram element 324 returns to the side facing the optical disk 326 to guide each of the light beams L7 ′, L8 ′, L9 ′, and L10 ′ to each of the light receiving elements 313a to 313d. A diffraction grating 328 is provided.
【0077】この光ピックアップ装置の構成において
は、複数の半導体レーザ素子間の発光点間隔を小さくす
ることのできる半導体装置301を用いているので、レ
ンズ等の光学系をより単純化することができる。その結
果、安価な光ピックアップ装置を実現することができ
る。In the configuration of this optical pickup device, since the semiconductor device 301 capable of reducing the light emitting point interval between the plurality of semiconductor laser elements is used, the optical system such as a lens can be further simplified. . As a result, an inexpensive optical pickup device can be realized.
【0078】尚、本実施の形態においては、各受光素子
313a〜313dが、凸起308から各受光素子31
3a〜313dへ向かう方向に細長く3分割された受光
領域を有するように構成されているが、必ずしもこの構
成に限定されるものではない。例えば、図11に示すよ
うに、受光素子313a〜313dのそれぞれを、その
分割された方向が半導体レーザ素子302、303、3
04、305のそれぞれの端面に沿うか又はそれぞれの
端面に平行となるように配置してもよい。このように構
成すれば、半導体レーザ素子302、303、304、
305が載置される位置がずれた場合であっても、光デ
ィスクからの戻り光ビームL7’、L8’、L9’、L
10’が受光素子313a〜313dの分割された方向
にずれるだけですむので、受光素子313a〜313d
のそれぞれに入射する戻り光ビームL7’、L8’、L
9’、L10’の量がほとんど変化することはない。す
なわち、図11に示すように受光素子313a〜313
dを配列することにより、光ピックアップ装置の組立精
度に対する要求を緩和することができるので、光ピック
アップ装置の組立歩留まりを向上させることができる。In this embodiment, each of the light receiving elements 313a to 313d is moved from the projection 308 to each of the light receiving elements 31a to 313d.
It is configured to have the light receiving area divided into three elongated in the direction toward 3a to 313d, but is not necessarily limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 11, each of the light receiving elements 313a to 313d is divided into semiconductor laser elements 302, 303, 3
04, 305 may be arranged along or parallel to the respective end faces. With this configuration, the semiconductor laser elements 302, 303, 304,
Even if the position where the 305 is placed is shifted, the return light beams L7 ', L8', L9 ', L
10 'only needs to be shifted in the direction in which the light receiving elements 313a to 313d are divided, so that the light receiving elements 313a to 313d
Return light beams L7 ', L8', L
The amounts of 9 'and L10' hardly change. That is, as shown in FIG.
By arranging d, it is possible to alleviate the requirement for the assembly accuracy of the optical pickup device, so that the assembly yield of the optical pickup device can be improved.
【0079】また、上記第1〜第3の実施の形態におい
ては、シリコン基板として(100)9.7°オフ面を
主面としたものが用いられているが、必ずしもこの構成
に限定されるものではない。特に反応性イオンエッチン
グを施して凹部、凸起及び小凸起を設ける場合に、(1
00)ジャスト面を主面としたシリコン基板を代わりに
用いても、同様の効果が得られる。尚、この反応性イオ
ンエッチングを施す際に、シリコン基板の上にマスクと
して形成するレジストの厚さを、図12A、図13Aに
示すように面内において変化させれば、図12B、図1
3Bに示すように反射ミラー面の角度を変化させること
ができる。これにより、反射ミラー面の角度を設計どお
りに調節することが可能となる。In the first to third embodiments, a silicon substrate having a (100) 9.7 ° off-plane as a main surface is used as a silicon substrate, but is not necessarily limited to this configuration. Not something. In particular, when providing a concave portion, a protrusion and a small protrusion by performing reactive ion etching, (1)
00) Similar effects can be obtained by using a silicon substrate having a just surface as a main surface instead. In performing this reactive ion etching, if the thickness of the resist formed as a mask on the silicon substrate is changed in the plane as shown in FIGS.
As shown in FIG. 3B, the angle of the reflecting mirror surface can be changed. This makes it possible to adjust the angle of the reflecting mirror surface as designed.
【0080】また、上記第1〜第3の実施の形態におい
ては、凸起として四角錐台状のものが用いられている
が、凸起の形状としては必ずしもこれに限定されるもの
ではない。例えば、凸起として三角錐台や六角錐台等の
形状のものを用い、凸起を構成するそれぞれの側面に対
向するように半導体レーザ素子を配置してもよい。特
に、上記第3の実施の形態においては、三角錐、四角
錐、六角錐等の、先の尖った凸起を用いてもよい。In the first to third embodiments, the truncated quadrangular pyramid is used as the protrusion, but the shape of the protrusion is not necessarily limited to this. For example, a protrusion having a shape of a truncated pyramid or a truncated hexagon may be used, and the semiconductor laser device may be arranged so as to face each side surface forming the protrusion. In particular, in the third embodiment, a pointed protrusion such as a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, or a hexagonal pyramid may be used.
【0081】また、上記第1〜第3の実施の形態におい
ては、凹部を構成する底面の形状が正方形又は十字形で
ある場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこの構成に
限定されるものではない。凹部を構成する底面の形状
は、例えば、長方形、六角形、八角形等であってもよ
い。Further, in the first to third embodiments, the case where the shape of the bottom surface forming the concave portion is a square or a cross is described as an example, but the present invention is not necessarily limited to this structure. is not. The shape of the bottom surface forming the concave portion may be, for example, a rectangle, a hexagon, an octagon, or the like.
【0082】[0082]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の半導体レーザ素子間の発光点間隔を小さくするこ
とができると共に、半導体レーザ素子に高出力動作を行
わせた場合に発生する熱が他の半導体レーザ素子に及ぶ
ことを防止することができる。また、レンズ等の光学系
をより単純化して、安価な光ピックアップ装置を実現す
ることができる。As described above, according to the present invention,
The distance between the light emitting points between the plurality of semiconductor laser elements can be reduced, and the heat generated when the semiconductor laser element performs a high-power operation can be prevented from reaching other semiconductor laser elements. Further, an optical system such as a lens can be further simplified, and an inexpensive optical pickup device can be realized.
【図1】本発明の第1の実施の形態における半導体装置
を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態における半導体装置
を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図3】本発明の第1の実施の形態における半導体装置
から出射される主ビームの様子を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing a state of a main beam emitted from the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図4】本発明の第1の実施の形態における光ピックア
ップ装置示す断面図FIG. 4 is a sectional view showing an optical pickup device according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施の形態における半導体装置
の他の例を示す斜視図FIG. 5 is a perspective view showing another example of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図6】本発明の第2の実施の形態における半導体装置
を示す斜視図FIG. 6 is a perspective view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第2の実施の形態において用いられる
反応性イオンエッチングの様子を示す断面図FIG. 7 is a sectional view showing a state of reactive ion etching used in a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3の実施の形態における半導体装置
を示す斜視図FIG. 8 is a perspective view showing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第3の実施の形態における光ピックア
ップ装置を示す断面図FIG. 9 is a sectional view showing an optical pickup device according to a third embodiment of the present invention.
【図10】Aは本発明の第3の実施の形態における光ピ
ックアップ装置に用いるホログラム素子を半導体装置に
面する側から見た図、Bはそのホログラム素子を光ディ
スクに面する側から見た図FIG. 10A is a view of a hologram element used in an optical pickup device according to a third embodiment of the present invention as viewed from a side facing a semiconductor device, and FIG. 10B is a view of the hologram element as viewed from a side facing an optical disk.
【図11】本発明の第3の実施の形態における半導体装
置の他の例を示す斜視図FIG. 11 is a perspective view showing another example of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention;
【図12】本発明の実施の形態におけるシリコン基板に
対して反射ミラー面形成する工程を示す断面図FIG. 12 is a sectional view showing a step of forming a reflection mirror surface on a silicon substrate in the embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施の形態におけるシリコン基板に
対して反射ミラー面形成する工程の他の例を示す断面図FIG. 13 is a sectional view showing another example of the step of forming the reflection mirror surface on the silicon substrate in the embodiment of the present invention.
【図14】従来技術における半導体装置を示す斜視図FIG. 14 is a perspective view showing a semiconductor device according to a conventional technique.
【図15】従来技術における半導体装置の他の例を示す
断面図FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating another example of a semiconductor device in the related art.
101、201、301 半導体装置 102、103、202、203、204、205、3
02、303、304、305 半導体レーザ素子 104、206、306 シリコン基板 105、207、307 凹部 106、208、308 凸起 107、108、209、210、211、212、3
09、310、311、312 反射ミラー面 109、213、313a、313b、313c、31
3d 受光素子 110、111、214、215、216、217、3
14、315、316、317 モニタ用受光素子 112、113、218、219、220、221、3
18、319、320、321 小凸起 114、324 ホログラム素子 115、322 筐体 116、323 カバーガラス 117、325 コリメータレンズ 118、326 光ディスク 222 マスク 327、328 回折格子101, 201, 301 Semiconductor devices 102, 103, 202, 203, 204, 205, 3
02, 303, 304, 305 Semiconductor laser elements 104, 206, 306 Silicon substrate 105, 207, 307 Concave parts 106, 208, 308 Convex parts 107, 108, 209, 210, 211, 212, 3
09, 310, 311, 312 Reflecting mirror surface 109, 213, 313a, 313b, 313c, 31
3d light receiving element 110, 111, 214, 215, 216, 217, 3
14, 315, 316, 317 light receiving element for monitoring 112, 113, 218, 219, 220, 221, 3
18, 319, 320, 321 Small protrusion 114, 324 Hologram element 115, 322 Housing 116, 323 Cover glass 117, 325 Collimator lens 118, 326 Optical disk 222 Mask 327, 328 Diffraction grating
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01S 5/40 H01S 5/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01S 5/40 H01S 5/40
Claims (19)
て形成され、複数の側面を有する凸起と、前記基板上に
設けられた複数の半導体レーザ素子とを備え、前記複数
の半導体レーザ素子が、それぞれの端面を前記凸起のそ
れぞれ異なる側面に対向させて配置された半導体装置。1. A semiconductor device comprising: a substrate; a projection formed on the substrate by processing the substrate, the projection having a plurality of side surfaces; and a plurality of semiconductor laser elements provided on the substrate. A semiconductor device in which a laser element is arranged such that each end face is opposed to a different side face of the protrusion.
面に受光素子が設けられた請求項1に記載の半導体装
置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the protrusion is formed in a truncated pyramid shape, and a light receiving element is provided on a top surface thereof.
れた複数の小凸起をさらに備え、それぞれの前記小凸起
に半導体レーザ素子が載置された請求項1に記載の半導
体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a plurality of small protrusions formed on said substrate by processing said substrate, wherein a semiconductor laser element is mounted on each of said small protrusions. .
との間の前記基板上に溝が形成された請求項1に記載の
半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a groove is formed on said substrate between said semiconductor laser element and said side surface of said protrusion.
°以上50°以下の角度をなす4つの側面を有し、か
つ、前記半導体レーザ素子が、主ビームの出射端面を前
記凸起の側面に対向させて配置された請求項1に記載の
半導体装置。5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the protrusion is 40 degrees with respect to a main surface of the substrate.
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device has four side surfaces forming an angle of not less than 50 ° and not more than 50 °, and the semiconductor laser element is arranged so that an emission end surface of the main beam faces the side surface of the protrusion. .
板の主面が〈1−10〉方向に5゜以上15゜以下の範
囲で傾斜した(100)面であり、前記凸起の側面のう
ち前記半導体レーザ素子の主ビームの出射端面に対向す
る面が(111)面である請求項1に記載の半導体装
置。6. The substrate is a silicon substrate, a main surface of the substrate is a (100) plane inclined in a range of 5 ° to 15 ° in a <1-10> direction, and a side surface of the protrusion is provided. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a surface of the semiconductor laser element facing an emission end surface of the main beam is a (111) plane. 3.
板の主面が〈1−10〉方向に1゜以上11゜以下の範
囲で傾斜した(511)面であり、前記凸起の側面のう
ち前記半導体レーザ素子の主ビームの出射端面に対向す
る面が(111)面である請求項1に記載の半導体装
置。7. The substrate is a silicon substrate, a main surface of the substrate is a (511) plane inclined in a range of 1 ° to 11 ° in a <1-10> direction, and a side surface of the protrusion is provided. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a surface of the semiconductor laser element facing an emission end surface of the main beam is a (111) plane. 3.
れ、複数の側面を有する凹部をさらに備え、前記凸起及
び複数の半導体レーザ素子が前記凹部内に設けられた請
求項1に記載の半導体装置。8. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a recess formed on the substrate by processing the substrate, the recess having a plurality of side surfaces, and the protrusion and the plurality of semiconductor laser devices being provided in the recess. Semiconductor device.
起の側面に対向する端面と反対側のそれぞれの端面を前
記凹部のそれぞれ異なる側面に対向させて配置された請
求項8に記載の半導体装置。9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the plurality of semiconductor laser devices are arranged such that respective end surfaces opposite to an end surface facing the side surface of the protrusion face different side surfaces of the concave portion. apparatus.
らは主ビームが出射されると共に、他方の端面からはモ
ニタ光ビームが出射され、前記モニタ光ビームの出射端
面に対向する前記凸起の側面又は前記凹部の側面に、前
記モニタ光ビームを受光するモニタ用受光素子が設けら
れた請求項9に記載の半導体装置。10. A main beam is emitted from one end surface of the semiconductor laser device, and a monitor light beam is emitted from the other end surface, and the side surface of the projection facing the emission end surface of the monitor light beam. 10. The semiconductor device according to claim 9, wherein a monitoring light receiving element for receiving the monitor light beam is provided on a side surface of the concave portion.
た請求項8に記載の半導体装置。11. The semiconductor device according to claim 8, wherein a light receiving element is provided on an outer periphery of said concave portion.
光領域を有する請求項11に記載の半導体装置。12. The semiconductor device according to claim 11, wherein said light receiving element has a plurality of divided light receiving regions.
記半導体レーザ素子の端面に平行な方向である請求項1
2に記載の半導体装置。13. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the divided direction of the light receiving element is a direction parallel to an end face of the semiconductor laser element.
3. The semiconductor device according to 2.
面との間の前記基板上に溝が形成された請求項8に記載
の半導体装置。14. The semiconductor device according to claim 8, wherein a groove is formed on said substrate between said semiconductor laser device and a side surface of said concave portion.
凹部の底面が〈1−10〉方向に5゜以上15゜以下の
範囲で傾斜した(100)面であり、前記凹部の側面の
うち前記半導体レーザ素子の主ビームの出射端面に対向
する面が(111)面である請求項8に記載の半導体装
置。15. The substrate is a silicon substrate, the bottom surface of the recess is a (100) plane inclined in a range of 5 ° to 15 ° in a <1-10> direction, and the side surface of the recess is 9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the surface of the semiconductor laser element facing the emission end face of the main beam is a (111) plane.
凹部の底面が〈1−10〉方向に1゜以上11゜以下の
範囲で傾斜した(511)面であり、前記凹部の側面の
うち前記半導体レーザ素子の主ビームの出射端面に対向
する面が(111)面である請求項8に記載の半導体装
置。16. The substrate is a silicon substrate, the bottom surface of the recess is a (511) plane inclined in a <1-10> direction in a range of 1 ° or more and 11 ° or less, and the side surface of the recess is 9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the surface of the semiconductor laser element facing the emission end face of the main beam is a (111) plane.
素子と複数の反射面とが同一の基板に設けられ、かつ、
前記複数の半導体レーザ素子が、それぞれの端面を異な
る前記反射面に対向させて配置された半導体装置と、前
記半導体レーザ素子から出射されて光記録媒体へ向かう
光ビームの光軸上に配置されたホログラム素子とを備え
た光ピックアップ装置。17. A plurality of semiconductor laser elements, a plurality of light receiving elements, and a plurality of reflection surfaces are provided on the same substrate, and
The plurality of semiconductor laser elements are arranged on the optical axis of a light beam emitted from the semiconductor laser element and directed toward an optical recording medium, wherein the semiconductor device is arranged so that each end face is opposed to the different reflecting surface. An optical pickup device including a hologram element.
体装置と、前記半導体レーザ素子から出射されて光記録
媒体へ向かう光ビームの光軸上に配置されたホログラム
素子とを備えた光ピックアップ装置であって、前記半導
体装置として請求項1〜16のいずれかに記載の半導体
装置が用いられることを特徴とする光ピックアップ装
置。18. An optical pickup device comprising: a semiconductor device having a plurality of semiconductor laser elements; and a hologram element disposed on the optical axis of a light beam emitted from the semiconductor laser elements and traveling toward an optical recording medium. 17. An optical pickup device, wherein the semiconductor device according to claim 1 is used as the semiconductor device.
を有する請求項17又は18に記載の光ピックアップ装
置。19. The optical pickup device according to claim 17, wherein the hologram element has a plurality of diffraction gratings.
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- 2000-11-22 JP JP2000355583A patent/JP2001217500A/en active Pending
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