JP2004220675A - 半導体集積装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体レーザー7から出射されたレーザー光を反射し光反射膜11が施された光反射面10aと半導体レーザーから出射され対物レンズ100の開口領域外のレーザー光を透過する光透過面10bとを有すると共に半導体基板5上に接着されたプリズム10と、半導体基板上のプリズムが配置された領域内に配置されプリズムの光透過面を透過されたレーザー光を受光するモニター用受光素子8と、プリズムの光反射面で反射され対物レンズを介してディスク状記録媒体200の記録面に集光されたレーザー光を戻り光として受光すると共に半導体基板のプリズムが配置された領域外に配置された信号検出用受光素子12とを設けた。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積装置に関する。詳しくは、半導体レーザーから出射されるレーザー光の出力に関する制御の信頼性の向上等を図る技術分野に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、ディスクドライブ装置の光ピックアップに設けられる半導体集積装置があり、このような半導体集積装置は、半導体基板に半導体レーザー、信号検出用受光素子、プリズム等の所定の各光学素子が配置されている。
【0003】
半導体集積装置には半導体レーザーから出射されるレーザー光の光量が一定となるように制御するAPC(Automatic Power Control)機能を有するモニター用受光素子が設けられているものがある。
【0004】
モニター用受光素子のタイプとしては、ディスク状記録媒体の記録面へ向けて出射されるフロント側のレーザー光に対してその反対側へ出射される僅かなリア側のレーザー光の一部を受光して検出するリアモニタータイプと、ディスク状記録媒体の記録面へ向けて出射されるフロント側のレーザー光の一部を受光して検出するフロントモニタータイプとがある。
【0005】
通常、ディスク状記録媒体に対する情報信号の再生のみを行う再生用のディスクドライブ装置では、リアモニタータイプのモニター用受光素子を用いて、僅かなレーザー光を検出することにより半導体レーザーから出射されるレーザー光の光量の制御を行うことができる。
【0006】
しかしながら、再生用のディスクドライブ装置の中でも、光源、導波路、検出素子等が単一の基板に配置された所謂モノリシック2波長レーザー搭載デバイスを備えたタイプや情報信号の記録をも行う記録再生用のディスクドライブ装置にあっては、リアモニタータイプのモニター用受光素子を用いることができない場合がある。
【0007】
例えば、記録再生用のディスクドライブ装置にあっては、ディスク状記録媒体に対する情報信号の記録に際し、半導体レーザーから出射される出力の大きなレーザー光を厳密に制御する必要があるが、フロント側のレーザー光とリア側のレーザー光との比率が温度によって変化(温度ドリフト)してしまうため、リアモニタータイプのモニター用受光素子を用いて半導体レーザーの正確な制御を行うことは困難である。従って、このような記録再生用のディスクドライブ装置にあっては、温度ドリフトの影響を受けないフロントモニタータイプのモニター用受光素子を用いて半導体レーザーの制御を行っている。
【0008】
フロントモニタータイプのモニター用受光素子を有する従来の半導体集積装置の一例を図7に示す(例えば、特許文献1参照)。
【0009】
半導体集積装置aは図示しないパッケージ内に半導体基板bが配置され、該半導体基板bにサブマウントcを介して半導体レーザーdが搭載されている。
【0010】
半導体基板bには、半導体レーザーdに対向してプリズムeが配置されている。プリズムeには第1の反射面fと該第1の反射面fの下側に連続する第2の反射面gとが形成され、第1の反射面fは半導体レーザーdから出射されるレーザー光の光軸に対して約45°の角度で傾斜され、第2の反射面gは半導体レーザーdから出射されるレーザー光の光軸に略直交されている。第1の反射面fはハーフミラー面とされ、第2の反射面gは全反射面とされている。
【0011】
半導体基板b上のプリズムeの下面側の位置には、信号検出用受光素子h、hが設けられている。
【0012】
半導体基板bには、サブマウントcとプリズムeとの間にモニター用受光素子iが配置されている。半導体基板bの表面及びモニター用受光素子iの表面には、例えば、二酸化珪素から成るコーティングが施されている。
【0013】
以上のように構成された半導体集積装置aにおいて、半導体レーザーdからレーザー光が出射されると、プリズムeの第1の反射面fへ向かったレーザー光は該第1の反射面fで反射され、光路が90°折り曲げられて図示しない対物レンズに入射されてディスク状記録媒体の記録面に集光される。ディスク状記録媒体の記録面に集光されたレーザー光は戻り光として再び対物レンズを経てプリズムeの第1の反射面fに入射され、該第1の反射面fを透過されて信号検出用受光素子h、hに受光される。
【0014】
レーザー光が信号検出用受光素子h、hに受光されることにより、例えば、ディスク状記録媒体に記録された情報信号の読取が行われる。
【0015】
一方、半導体レーザーdからレーザー光が出射されているときには、レーザー光の一部がプリズムeの第2の反射面gへ向かい、このレーザー光は第2の反射面gで反射され、サブマウントcとプリズムeとの間に配置されたモニター用受光素子iに受光される。
【0016】
レーザー光がモニター用受光素子iに受光されると、受光された光量が検出され、この検出結果に基づいて半導体レーザーdから出射されるレーザー光の光量が一定となるように制御される。
【0017】
【特許文献1】
特開2002―260273号公報(第2図)
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の半導体集積装置aにあっては、モニター用受光素子iが空気に晒されているため、モニター用受光素子i上に施されるコーティングのバラツキによる感度のバラツキが大きく、また、迷光による影響を受け易いという問題がある。
【0019】
また、ディスク状記録媒体の記録面で反射されたレーザー光とモニター用のレーザー光とが何れもプリズムeの内部に入射されるため、互いのレーザー光の干渉が発生し、情報信号の検出動作と半導体レーザーdの出力についての制御動作とに悪影響を生じるおそれがある。
【0020】
一方、上記した感度のバラツキや迷光による影響を低減するために、従来の半導体集積装置として、モニター用受光素子を半導体基板上のプリズムの下面側に配置したものがある(特許文献1の第10図参照)。
【0021】
しかしながら、この半導体集積装置にあっては、モニター用受光素子に受光されるレーザー光は、半導体レーザーから出射された対物レンズの開口領域内のレーザー光であるため、光学系へのカップリング効率が低下してしまうという問題がある。
【0022】
また、ディスク状記録媒体の記録面で反射されたレーザー光とモニター用のレーザー光とが、何れもプリズムの内部に入射されるため、上記した半導体集積装置aと同様の互いのレーザー光の干渉という問題が依然として解消されない。
【0023】
そこで、本発明半導体集積装置は、半導体レーザーから出射されるレーザー光の出力に関する制御の信頼性の向上等を図ることを課題とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】
本発明半導体集積装置は、上記した課題を解決するために、半導体レーザーから出射されたレーザー光を反射し光反射膜が施された光反射面と半導体レーザーから出射され対物レンズの開口領域外のレーザー光を透過する光透過面とを有すると共に半導体基板上に接着されたプリズムと、半導体基板上のプリズムが配置された領域内に配置されプリズムの光透過面を透過されたレーザー光を受光するモニター用受光素子と、プリズムの光反射面で反射され対物レンズを介してディスク状記録媒体の記録面に集光されたレーザー光を戻り光として受光すると共に半導体基板のプリズムが配置された領域外に配置された信号検出用受光素子とを設けたものである。
【0025】
従って、本発明半導体集積装置にあっては、対物レンズの開口領域内への光量が増加する。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明半導体集積装置の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【0027】
半導体集積装置1は、例えば、ディスクドライブ装置に設けられた光ピックアップの移動ベースに配置されている。移動ベースはディスク状記録媒体200に対する情報信号の記録時又は再生時に、ディスク状記録媒体200の半径方向へ移動される。移動ベース上には対物レンズ100(図1参照)を有する対物レンズ駆動装置が配置されている。対物レンズ駆動装置は対物レンズ100を介してディスク状記録媒体200に照射されるレーザー光をディスク状記録媒体200の記録トラック上に集光させるように、ディスク状記録媒体200に離接する方向であるフォーカシング方向及びディスク状記録媒体200の略半径方向であるトラッキング方向へ対物レンズ100を移動させる。
【0028】
移動ベースには駆動回路と接続された配線板、例えば、フレキシブルプリント配線板が取り付けられ、該フレキシブルプリント配線板の一端部に外部電極が形成されている。
【0029】
半導体集積装置1はパッケージ2に所定の各部が配置されて成り、図2及び図3に示すように、パッケージ2は、例えば、セラミック材料によって平板状に形成されたベース体3と、例えば、樹脂材料によって形成されたハウジング4とから成る。
【0030】
ハウジング4は、例えば、断熱性の高い樹脂材料によって下方に開口された箱状に形成され、上面4aに透過孔4bが形成されている。
【0031】
ベース体3の上下両面には、それぞれ半導体基板5と上記配線板(フレキシブルプリント配線板)の外部電極との導通を図るための図示しない電極が設けられている。
【0032】
半導体基板5の上下両面には、それぞれ各光学素子とベース体3の電極との導通を図るための図示しない電極部が設けられている。
【0033】
半導体基板5には銀ペーストを介してサブマウント6が配置され、該サブマウント6上には半導体レーザー7が配置されている(図1乃至図4参照)。半導体レーザー7からはレーザー光が出射され、このレーザー光は側方、即ち、半導体基板5に沿う方向へ出射される。
【0034】
半導体基板5上には、半導体レーザー7から発光されるレーザー光の光量が一定となるように制御するAPC機能を有するモニター用受光素子8が設けられている。
【0035】
半導体基板5上には、図5に示すように、接着剤9、例えば、紫外線硬化型の接着剤を介してプリズム10が取り付けられ、該プリズム10はモニター用受光素子8を覆う位置に配置されている。プリズム10には光反射面10aと光透過面10bとが各別に形成されている。
【0036】
光反射面10aは半導体レーザー7から出射されるレーザー光の光軸Xに対して約45°の角度を為すように形成され、光反射面10aには光反射膜11が施されている(図5参照)。光反射膜11としては、例えば、誘電体多層膜や金属蒸着膜等が用いられている。半導体レーザー7から出射されたレーザー光は光反射面10aで反射され、光路が90°折り曲げられる。
【0037】
光透過面10bは半導体レーザー7から出射されるレーザー光の光軸Xに対して略直交するように形成されている(図5参照)。光透過面10bには、透過性を確保するためのコーティングを施す必要はないが、反射防止のための無反射コートを施すようにしてもよい。半導体レーザー7から出射されたレーザー光の一部は光透過面10bを透過され、この光透過面10bを透過されるレーザー光は、対物レンズ100の開口領域外のレーザー光とされている。
【0038】
上記のようにプリズム10の光反射面10aと光透過面10bとは半導体レーザー7から出射されるレーザー光の光軸Xに対して異なる角度を為すように形成されているため、光反射面10aのみに光反射膜11を容易に施すことができ、プリズム10の製造工程における作業性の向上を図ることができる。
【0039】
半導体基板5上には信号検出用受光素子12が配置され、該信号検出用受光素子12は、例えば、サブマウント6及びプリズム10の側方に位置されている。
【0040】
半導体基板5の表面及びモニター用受光素子8の表面には、例えば、二酸化珪素から成るコーティングが施されている。
【0041】
ハウジング4の上面4a上には、素子配置ブロック13が取り付けられている。素子配置ブロック13は、例えば、透明な樹脂材料によって形成され、下端部の中央部にグレーティング14が配置され、上端部の中央部に1/4波長板15が配置されている。
【0042】
素子配置ブロック13には1/4波長板15の下側に所定の間隔をおいてホログラム16が配置されている。ホログラム16はレーザー光の光路を変更する光路変更機能及びレーザー光を分割する光分割機能を有する素子である。
【0043】
以上のように構成された半導体集積装置1において、半導体レーザー7からレーザー光が出射されると、出射されたレーザー光はプリズム10の光反射面10aで反射されて光路が90°変更される(図1参照)。光路が変更されたレーザー光はハウジング4の透過孔4bを透過されグレーティング14、ホログラム16及び1/4波長板15を介して対物レンズ100へ向かい、該対物レンズ100によってディスク状記録媒体200の記録面に形成された記録トラックに集光される。ディスク状記録媒体200の記録トラックに集光されたレーザー光は、記録面で反射されて戻り光として再び対物レンズ100を介して1/4波長板15からホログラム16に入射される。ホログラム16に入射されたレーザー光は光路が変更されて信号検出用受光素子12に入射され、例えば、再生時にはディスク状記録媒体200に記録された情報信号の読取が行われる。
【0044】
上記のように半導体レーザー7からレーザー光が出射されているときには、レーザー光の一部がプリズム10の光透過面10bを透過されてモニター用受光素子8に入射される。モニター用受光素子8に入射されたレーザー光は、その光量が検出され、当該検出量に基づいて半導体レーザー7から出射されるレーザー光の光量が一定となるように半導体レーザー7の出力が制御される。
【0045】
以上に記載した通り、半導体集積装置1にあっては、半導体基板5のプリズム10が配置された領域内にモニター用受光素子8が配置され、該モニター用受光素子8がプリズム10に覆われているため、モニター用受光素子8が空気に晒されることがなく、プリズム10及び接着剤11をモニター用受光素子8上に施されるコーティングと略同じ屈折率を有する材料によって形成することが可能であり、モニター用受光素子8上に施されるコーティングのバラツキによる感度のバラツキを生じ難く、感度の安定化により半導体レーザー7から出射されるレーザー光の出力に関する制御の信頼性の向上を図ることができる。
【0046】
また、半導体基板5のプリズム10が配置された領域内にモニター用受光素子8が配置されるため、半導体レーザー7とプリズム10を接近させて配置することができ、半導体集積装置1の小型化を図ることができる。
【0047】
さらに、プリズム10の内部に外部から迷光が入射され難いため、モニター用受光素子8の検出動作に対する迷光による悪影響を防止することができる。
【0048】
さらにまた、信号検出用受光素子12が半導体基板5のプリズム10が配置された領域外に配置されているため、ディスク状記録媒体200の記録面で反射されたレーザー光がプリズム10の内部に入射されず、モニター用のレーザー光とディスク状記録媒体200の記録面で反射されたレーザー光との干渉が発生せず、情報信号の検出動作と半導体レーザー7の出力についての制御動作とに悪影響を生じない。
【0049】
加えて、モニター用のレーザー光が対物レンズ100の開口領域外のレーザー光であるため、光学系へのカップリング効率の向上を図ることができる。
【0050】
尚、上記には、プリズムの一例として光反射面10aと光透過面10bとが半導体レーザー7から出射されるレーザー光の光軸Xに対して異なる角度に形成されているプリズム10を説明したが、プリズム10に代えて、光反射面10cと光透過面10dとが半導体レーザー7から出射されるレーザー光の光軸Xに対して約45°の角度を為す同一平面上に形成されたプリズム10Aを用いてもよい。
【0051】
プリズム10Aを用いることにより、モニター用受光素子8を半導体レーザー7に接近させて配置することができ、モニター用受光素子8の一層の感度の向上を図ることができる。
【0052】
尚、上記したプリズム10及びプリズム10Aにおいて、光反射面10a、10c及び光透過面10b、10d以外の面の一部又は全部に迷光反射膜又は迷光吸収膜を施してもよい。迷光反射膜としては、例えば、誘電体多層膜や金属蒸着膜等が用いられ、迷光吸収膜としては、例えば、酸化クロム膜が用いられる。
【0053】
このように光反射面10a、10c及び光透過面10b、10d以外の面の一部又は全部に迷光反射膜又は迷光吸収膜を施すことにより、プリズム10又はプリズム10Aの内部への迷光の入射を確実に防止することができ、モニター用受光素子8の検出動作に対する迷光による悪影響を回避することができる。
【0054】
上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明の実施に際しての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【0055】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明半導体集積装置は、半導体基板と該半導体基板に配置され半導体レーザーを含む所定の各光学素子とを備え、半導体レーザーから出射されたレーザー光が対物レンズによって集光されてディスク状記録媒体の記録面に集光される半導体集積装置であって、半導体レーザーから出射されたレーザー光を反射し光反射膜が施された光反射面と半導体レーザーから出射され対物レンズの開口領域外のレーザー光を透過する光透過面とを有すると共に半導体基板上に接着されたプリズムと、半導体基板上のプリズムが配置された領域内に配置されプリズムの光透過面を透過されたレーザー光を受光するモニター用受光素子と、プリズムの光反射面で反射され対物レンズを介してディスク状記録媒体の記録面に集光されたレーザー光を戻り光として受光すると共に半導体基板のプリズムが配置された領域外に配置された信号検出用受光素子とを備えたことを特徴とする。
【0056】
従って、モニター用受光素子がプリズムに覆われているため、モニター用受光素子が空気に晒されることがなく、プリズム及びプリズムを半導体基板に接着するための接着剤をモニター用受光素子上に施されるコーティングと略同じ屈折率を有する材料によって形成することが可能であり、モニター用受光素子上に施されるコーティングのバラツキによる感度のバラツキを生じ難く、感度の安定化により半導体レーザーから出射されるレーザー光の出力に関する制御の信頼性の向上を図ることができる。
【0057】
また、半導体基板のプリズムが配置された領域内にモニター用受光素子が配置されるため、半導体レーザーとプリズムを接近させて配置することができ、半導体集積装置の小型化を図ることができる。
【0058】
さらに、プリズムの内部に外部から迷光が入射され難いため、モニター用受光素子の検出動作に対する迷光による悪影響を防止することができる。
【0059】
さらにまた、信号検出用受光素子が半導体基板のプリズムが配置された領域外に配置されているため、ディスク状記録媒体の記録面で反射されたレーザー光がプリズムの内部に入射されず、モニター用のレーザー光とディスク状記録媒体の記録面で反射されたレーザー光との干渉が発生せず、情報信号の検出動作と半導体レーザーの出力についての制御動作とに悪影響を生じない。
【0060】
加えて、モニター用のレーザー光が対物レンズの開口領域外のレーザー光であるため、光学系へのカップリング効率の向上を図ることができる。
【0061】
請求項2に記載した発明にあっては、上記プリズムの光透過面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して略直交するように形成し、プリズムの光反射面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して約45°の角度を為すように形成したので、光反射面のみに反射膜を容易に施すことができ、プリズムの製造工程における作業性の向上を図ることができる。
【0062】
請求項3に記載した発明にあっては、上記プリズムの光透過面及び光反射面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して約45°の角度を為す同一平面に形成したので、モニター用受光素子を半導体レーザーに接近させて配置することができ、モニター用受光素子の一層の感度の向上を図ることができる。
【0063】
請求項4及び請求項5に記載した発明にあっては、上記プリズムの光反射面及び光透過面以外の面の少なくとも一部に迷光反射膜又は迷光吸収膜を施したので、プリズムの内部への迷光の入射を確実に防止することができ、モニター用受光素子の検出動作に対する迷光による悪影響を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2乃至図6と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図はレーザー光の光路を概念的に示す斜視図である。
【図2】半導体集積装置の分解斜視図である。
【図3】半導体集積装置の拡大断面図である。
【図4】半導体基板に配置された各光学素子を示す拡大平面図である。
【図5】要部を示す拡大側面図である。
【図6】別のプリズムを用いたときの要部を示す拡大側面図である。
【図7】従来の半導体集積装置の一例を示す拡大側面図である。
【符号の説明】
1…半導体集積装置、5…半導体基板、7…半導体レーザー、8…モニター用受光素子、10…プリズム、10a…光反射面、10b…光透過面、11…光反射膜、12…信号検出用受光素子、100…対物レンズ、200…ディスク状記録媒体、10A…プリズム、10c…光反射面、10d…光透過面、X…光軸
Claims (5)
- 半導体基板と該半導体基板に配置され半導体レーザーを含む所定の各光学素子とを備え、半導体レーザーから出射されたレーザー光が対物レンズによって集光されてディスク状記録媒体の記録面に集光される半導体集積装置であって、
半導体レーザーから出射されたレーザー光を反射し光反射膜が施された光反射面と半導体レーザーから出射され対物レンズの開口領域外のレーザー光を透過する光透過面とを有すると共に半導体基板上に接着されたプリズムと、
半導体基板上のプリズムが配置された領域内に配置されプリズムの光透過面を透過されたレーザー光を受光するモニター用受光素子と、
プリズムの光反射面で反射され対物レンズを介してディスク状記録媒体の記録面に集光されたレーザー光を戻り光として受光すると共に半導体基板のプリズムが配置された領域外に配置された信号検出用受光素子とを備えた
ことを特徴とする半導体集積装置。 - 上記プリズムの光透過面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して略直交するように形成し、
プリズムの光反射面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して約45°の角度を為すように形成した
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積装置。 - 上記プリズムの光透過面及び光反射面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して約45°の角度を為す同一平面に形成した
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積装置。 - 上記プリズムの光反射面及び光透過面以外の面の少なくとも一部に迷光反射膜又は迷光吸収膜を施した
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体集積装置。 - 上記プリズムの光反射面及び光透過面以外の面の少なくとも一部に迷光反射膜又は迷光吸収膜を施した
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体集積装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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