JP2722630B2 - 複合型半導体レーザ装置の製造法 - Google Patents
複合型半導体レーザ装置の製造法Info
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- JP2722630B2 JP2722630B2 JP1070856A JP7085689A JP2722630B2 JP 2722630 B2 JP2722630 B2 JP 2722630B2 JP 1070856 A JP1070856 A JP 1070856A JP 7085689 A JP7085689 A JP 7085689A JP 2722630 B2 JP2722630 B2 JP 2722630B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えばレーザビームプリンタ（以下LBP）
などに使用される複合型半導体レーザ装置の製造法に関
する。
などに使用される複合型半導体レーザ装置の製造法に関
する。
従来の技術 従来の複合型半導体レーザ装置としては、例えば日経
エレクトロニクス1986年１月13日号（104〜105ページ）
に光ディスク用のピックアップとして示されている。
エレクトロニクス1986年１月13日号（104〜105ページ）
に光ディスク用のピックアップとして示されている。
第５図はこの従来の複合型半導体レーザ装置の構成図
であり、１はｎ型Siにより形成される基板、２はSiO2に
より構成されるバッファ層、３はガラスで構成される導
波層、４はSiNで形成される集光用の回折格子パターン
である。また５は外付けされた半導体レーザ、６〜９は
フォトダイオード、10は導波型ビームスプリッタであ
り、11が光ディスクである。
であり、１はｎ型Siにより形成される基板、２はSiO2に
より構成されるバッファ層、３はガラスで構成される導
波層、４はSiNで形成される集光用の回折格子パターン
である。また５は外付けされた半導体レーザ、６〜９は
フォトダイオード、10は導波型ビームスプリッタであ
り、11が光ディスクである。
以上のように構成された従来の複合型半導体レーザ装
置においては、図に示すように外付けの半導体レーザ５
から導波層３内を進んできたレーザ光が回折格子パター
ン４によって上方に回折され光ディスク11上で集点を結
ぶ。同時に基板１側に回折されたレーザ光も、高屈折率
のバッファ層２で反射されて光ディスク11上に進む。光
ディスク11から反射したレーザ光を導波型ビームスプリ
ッタによって４個のフォトダイオード６〜９へと導かれ
る。このように従来は複合型といっても半導体レーザは
外付けであり、その位置精度が悪いと効率の低下につな
がる。
置においては、図に示すように外付けの半導体レーザ５
から導波層３内を進んできたレーザ光が回折格子パター
ン４によって上方に回折され光ディスク11上で集点を結
ぶ。同時に基板１側に回折されたレーザ光も、高屈折率
のバッファ層２で反射されて光ディスク11上に進む。光
ディスク11から反射したレーザ光を導波型ビームスプリ
ッタによって４個のフォトダイオード６〜９へと導かれ
る。このように従来は複合型といっても半導体レーザは
外付けであり、その位置精度が悪いと効率の低下につな
がる。
また、LBPにおいては特に図を用いて説明はしない
が、一般に半導体レーザからのレーザ光を、高速で回転
するポリゴンミラーで反射させて感光体上をスキャンす
る光学系が使用される。この場合も、半導体レーザとポ
リゴンミラーの位置関係を精密に管理する必要がある。
が、一般に半導体レーザからのレーザ光を、高速で回転
するポリゴンミラーで反射させて感光体上をスキャンす
る光学系が使用される。この場合も、半導体レーザとポ
リゴンミラーの位置関係を精密に管理する必要がある。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記のような構成では半導体レーザ５
をSi基板１に取り付ける際や、LBPにおいて半導体レー
ザとポリゴンミラーの位置関係を精密に管理して組み立
てたり調整したりするのに多大なコストがかかるだけで
なく、衝撃などによって位置精度が低下してしまうこと
も考えられる。また光学系を構成する部品を多くなり、
占有スペースも大きくなってしまい装置全体のコストダ
ウンや小型化の障害になるという問題点を有していた。
をSi基板１に取り付ける際や、LBPにおいて半導体レー
ザとポリゴンミラーの位置関係を精密に管理して組み立
てたり調整したりするのに多大なコストがかかるだけで
なく、衝撃などによって位置精度が低下してしまうこと
も考えられる。また光学系を構成する部品を多くなり、
占有スペースも大きくなってしまい装置全体のコストダ
ウンや小型化の障害になるという問題点を有していた。
本発明はかかる点に鑑み、コストが極端に安く、位置
精度も極めて高く、占有スペースも極限まで小さくでき
る複合型半導体レーザ装置の製造方法を提供することを
目的とする。
精度も極めて高く、占有スペースも極限まで小さくでき
る複合型半導体レーザ装置の製造方法を提供することを
目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、半導体レーザと、静電モータと、導波路を
同一基板上に半導体製造プロセスを用いて形成し、前記
静電モータは軸を中心として回転可能で、かつこの軸に
垂直な面が多角形である多角柱構造を有し、前記半導体
レーザからでたレーザ光を前記多角柱構造部の周囲の各
面で偏向するべく、前記導波路を前記半導体レーザと前
記静電モータの間に形成する工程を有することを特徴と
する。
同一基板上に半導体製造プロセスを用いて形成し、前記
静電モータは軸を中心として回転可能で、かつこの軸に
垂直な面が多角形である多角柱構造を有し、前記半導体
レーザからでたレーザ光を前記多角柱構造部の周囲の各
面で偏向するべく、前記導波路を前記半導体レーザと前
記静電モータの間に形成する工程を有することを特徴と
する。
作用 本発明は前記特徴により、半導体レーザから可動体ま
でレーザ光が高効率で導かれるだけでなく、従来の機構
部品をもICと同じ状況で製造できるため、コストが極端
に安く、位置精度も極めて高く、占有スペースも極限ま
で小さくできる複合型半導体レーザ装置を得ることがで
きる。
でレーザ光が高効率で導かれるだけでなく、従来の機構
部品をもICと同じ状況で製造できるため、コストが極端
に安く、位置精度も極めて高く、占有スペースも極限ま
で小さくできる複合型半導体レーザ装置を得ることがで
きる。
実施例 第１図は本発明の基本となる複合型半導体レーザ装置
の構成図を示すものである。第１図において、21はSi基
板、22はこのSi基板21上に形成されたGaAlAs半導体レー
ザである。Si基板上に化合物半導体レーザを形成する技
術は、例えばChongらの論文（Appl.Pnys.Lett.51
（４）,27 July 1987）にも示されているように、すで
に公知であるので特に説明はしない。
の構成図を示すものである。第１図において、21はSi基
板、22はこのSi基板21上に形成されたGaAlAs半導体レー
ザである。Si基板上に化合物半導体レーザを形成する技
術は、例えばChongらの論文（Appl.Pnys.Lett.51
（４）,27 July 1987）にも示されているように、すで
に公知であるので特に説明はしない。
一方、23はその下方に羽根形状部24を備えた正八角形
のポリゴンミラーであり、矢印に示すように軸25を中心
として回転できるが、これもSi基板21上に形成したもの
である。また、26〜31はSi基板21上に形成された電極で
ある。配線部分及び制御回路部分などは図には示してい
ないが、これらの回路を同じSi基板21上に形成すること
はきわめて容易であり、説明は省略する。
のポリゴンミラーであり、矢印に示すように軸25を中心
として回転できるが、これもSi基板21上に形成したもの
である。また、26〜31はSi基板21上に形成された電極で
ある。配線部分及び制御回路部分などは図には示してい
ないが、これらの回路を同じSi基板21上に形成すること
はきわめて容易であり、説明は省略する。
第２図に断面図を示す。図に示すようにSi基板21上に
GaAlAs半導体レーザ22及び電極27、30（他と同じ構
成）、軸25が固定されており羽根形状部24が一体となっ
たポリゴンミラー23が回転可能な状態で保持されている
のである。
GaAlAs半導体レーザ22及び電極27、30（他と同じ構
成）、軸25が固定されており羽根形状部24が一体となっ
たポリゴンミラー23が回転可能な状態で保持されている
のである。
以上のように構成された複合型半導体レーザ装置にお
いて、以下その動作を説明する。ポリゴンミラー23の回
転には、それぞれ対抗する一対の電極（例えば27と30）
間に電圧を印加し、静電力によって羽根形状部24を吸引
する。この動作を電極に順次切り替えながら続けること
によって羽根形状部24を回転させ、ポリゴンミラー23を
回転させるのである。この結果GaAlAs半導体レーザ22の
活性化層22aから出たレーザ光は、第１図及び第２図の
矢印のごとく進んでポリゴンミラー23にて反射され、偏
向されることになる。普通半導体レーザから出るレーザ
光はかなりの広がりを持っている。そのため、それを修
正するためコリメータレンズが一般に半導体レーザとポ
リゴンミラーとの間に用いられる。しかし本発明によれ
ば、GaAlAs半導体レーザ22とポリゴンミラー23との距離
が極端に短くでき（せいぜい1mm〜2mm）、ほとんど問題
にならない。
いて、以下その動作を説明する。ポリゴンミラー23の回
転には、それぞれ対抗する一対の電極（例えば27と30）
間に電圧を印加し、静電力によって羽根形状部24を吸引
する。この動作を電極に順次切り替えながら続けること
によって羽根形状部24を回転させ、ポリゴンミラー23を
回転させるのである。この結果GaAlAs半導体レーザ22の
活性化層22aから出たレーザ光は、第１図及び第２図の
矢印のごとく進んでポリゴンミラー23にて反射され、偏
向されることになる。普通半導体レーザから出るレーザ
光はかなりの広がりを持っている。そのため、それを修
正するためコリメータレンズが一般に半導体レーザとポ
リゴンミラーとの間に用いられる。しかし本発明によれ
ば、GaAlAs半導体レーザ22とポリゴンミラー23との距離
が極端に短くでき（せいぜい1mm〜2mm）、ほとんど問題
にならない。
次に第３図（ａ）〜（ｊ）を用いてポリゴンミラー23
などの可動部の形成方法を説明する。しかし、一般的な
半導体製造方法を用いるので、個々の手法の詳しい説明
は省略し、製造のプロセスを示すことにする。
などの可動部の形成方法を説明する。しかし、一般的な
半導体製造方法を用いるので、個々の手法の詳しい説明
は省略し、製造のプロセスを示すことにする。
（ａ）まずSi基板21上に酸化膜層32を成長させ、エッチ
ングにて羽根形状部24の基板側接触部を小さくするため
の凹部を形成する。
ングにて羽根形状部24の基板側接触部を小さくするため
の凹部を形成する。
（ｂ）次に酸化膜層32上に羽根形状部24となる多結晶Si
層をデポジットする。
層をデポジットする。
（ｃ）再び酸化膜層33a,33bを羽根形状部24である多結
晶Si層24の上に形成する。
晶Si層24の上に形成する。
（ｄ）次に電極27、30となるメタル（例えばAl）を酸化
膜層33a,33b上に蒸着する。
膜層33a,33b上に蒸着する。
（ｅ）さらに酸化膜層34a,34bを電極27、30上に形成す
る。
る。
（ｆ）今度はポリゴンミラー23となるメタル（例えばA
l）を多結晶Si層の羽根形状部24及び酸化膜層34a,34b上
に蒸着する。
l）を多結晶Si層の羽根形状部24及び酸化膜層34a,34b上
に蒸着する。
（ｇ）ここでエッチングにて中心部にSi基板21にまで達
する孔23aを開ける。
する孔23aを開ける。
（ｈ）次に孔23aの周囲などに酸化膜層35を形成する。
（ｉ）エッチングにて酸化膜層35の中心に孔35aを開け
る。
る。
（ｊ）最後に孔35aの部分に軸25をメタルで形成する。
この状態で緩衝フッ酸で酸化膜を溶かせば、第２図に
示したような可動部品が形成できる。
示したような可動部品が形成できる。
以上のように、同一基板上に半導体レーザとポリゴン
ミラーを、半導体製造プロセスを用いて形成することに
より、コストを極端に安く、位置精度も極めて高く、占
用スペースも極限まで小さくすることができる。
ミラーを、半導体製造プロセスを用いて形成することに
より、コストを極端に安く、位置精度も極めて高く、占
用スペースも極限まで小さくすることができる。
尚、ポリゴンミラー23は静電気によって駆動されるモ
ータであるとしたが、他に駆動源を設けて、それからの
伝達力や空気流などで駆動してもよい。
ータであるとしたが、他に駆動源を設けて、それからの
伝達力や空気流などで駆動してもよい。
第４図は本発明の一実施例における複合型半導体レー
ザ装置の構成断面図を示すものである。第４図におい
て、図と異なるのは、GaAlAs半導体レーザ22の活性化層
22aとポリゴンミラー23との間に電極の位相を変えてス
ペースを設け、SiO2により構成されるバッファ層36、及
びガラスで構成される導波層37を形成したことである。
もちろんこれらもSi基板21上に他の部品と同じように半
導体製造方法を用いて形成されるので、その位置精度は
極めて高い。そしてGaAlAs半導体レーザ22の活性化層22
aを出たレーザ光は、導波層37内を進んでポリゴンミラ
ー23に達することになる。
ザ装置の構成断面図を示すものである。第４図におい
て、図と異なるのは、GaAlAs半導体レーザ22の活性化層
22aとポリゴンミラー23との間に電極の位相を変えてス
ペースを設け、SiO2により構成されるバッファ層36、及
びガラスで構成される導波層37を形成したことである。
もちろんこれらもSi基板21上に他の部品と同じように半
導体製造方法を用いて形成されるので、その位置精度は
極めて高い。そしてGaAlAs半導体レーザ22の活性化層22
aを出たレーザ光は、導波層37内を進んでポリゴンミラ
ー23に達することになる。
なお導波層37には、回折格子パターンによるコリメー
タ機能を容易に付加することができるが、この機能によ
ってさらにレーザ光の広がりを押さえて、シャープな光
束としてポリゴンミラー23へ到達させることが可能にな
り、より高効率な光学系を実現することができる。
タ機能を容易に付加することができるが、この機能によ
ってさらにレーザ光の広がりを押さえて、シャープな光
束としてポリゴンミラー23へ到達させることが可能にな
り、より高効率な光学系を実現することができる。
以上のようにこの実施例の複合型半導体レーザ装置に
よれば、同一の基板上に半導体レーザとポリゴンミラー
と、半導体レーザと可動体との間の光導波路を半導体製
造プロセスを用いて形成することにより、半導体レーザ
から可動体までレーザ光が高効率で導かれるだけでな
く、コストを極端に安く、位置精度も極めて高く、占有
スペースも極限まで小さくすることができる。
よれば、同一の基板上に半導体レーザとポリゴンミラー
と、半導体レーザと可動体との間の光導波路を半導体製
造プロセスを用いて形成することにより、半導体レーザ
から可動体までレーザ光が高効率で導かれるだけでな
く、コストを極端に安く、位置精度も極めて高く、占有
スペースも極限まで小さくすることができる。
また、一つの基板上に半導体レーザと、ポリゴンミラ
ーと、半導体レーザの駆動回路部と、ポリゴンミラーの
駆動回路部とを半導体製造プロセスを用いて形成するこ
とにより、従来の機構部品をも含み、さらに駆動回路ま
で一体にしたICが製造できるため、コストが極端に安
く、位置精度も極めて高く、占有スペースも極限まで小
さくできる複合型半導体レーザ装置を得ることができ
る。
ーと、半導体レーザの駆動回路部と、ポリゴンミラーの
駆動回路部とを半導体製造プロセスを用いて形成するこ
とにより、従来の機構部品をも含み、さらに駆動回路ま
で一体にしたICが製造できるため、コストが極端に安
く、位置精度も極めて高く、占有スペースも極限まで小
さくできる複合型半導体レーザ装置を得ることができ
る。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、半導体レーザ
から可動体までレーザ光が高効率で導かれるだけでな
く、従来の機構部品をもICと同じ状況で製造できるた
め、コストが極端に安く、位置精度も極めて高く、占用
スペースも極限まで小さくできる複合型半導体レーザ装
置を得ることができる。
から可動体までレーザ光が高効率で導かれるだけでな
く、従来の機構部品をもICと同じ状況で製造できるた
め、コストが極端に安く、位置精度も極めて高く、占用
スペースも極限まで小さくできる複合型半導体レーザ装
置を得ることができる。
第１図は本発明の基本となる半導体レーザ装置の構成
図、第２図は同断面図、第３図は同製造工程図、第４図
は本発明の一実施例における複合型半導体レーザ装置の
構成断面図、第５図は従来の複合型半導体レーザ装置の
構成図である。 21……Si基板、22……GaAlAs半導体レーザ、23……ポリ
ゴンミラー、24……羽根形状部、25……軸、26〜31……
電極、36……バッファ層、37……導波層。
図、第２図は同断面図、第３図は同製造工程図、第４図
は本発明の一実施例における複合型半導体レーザ装置の
構成断面図、第５図は従来の複合型半導体レーザ装置の
構成図である。 21……Si基板、22……GaAlAs半導体レーザ、23……ポリ
ゴンミラー、24……羽根形状部、25……軸、26〜31……
電極、36……バッファ層、37……導波層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３ Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】半導体レーザと、静電モータと、導波路を
同一基板上に半導体製造プロセスを用いて形成し、前記
静電モータは軸を中心にして回転可能で、かつこの軸に
垂直な面が多角形である多角柱構造を有し、前記半導体
レーザからでたレーザ光を前記多角柱構造部の周囲の各
面で偏向するべく、前記導波路を前記半導体レーザと前
記静電モータの間に形成する工程を有することを特徴と
する複合型半導体レーザ装置の製造法。 - 【請求項２】静電モータには、可動部として多角柱構造
部と羽根形状部とが同一軸上に一体的に構成され、その
軸を中心として基板上に設けられた複数の電極と前記羽
根形状部との間に働く静電引力によって駆動される構成
とすることを特徴とする請求項１記載の複合型半導体レ
ーザ装置の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1070856A JP2722630B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 複合型半導体レーザ装置の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1070856A JP2722630B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 複合型半導体レーザ装置の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02250023A JPH02250023A (ja) | 1990-10-05 |
| JP2722630B2 true JP2722630B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=13443625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1070856A Expired - Fee Related JP2722630B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 複合型半導体レーザ装置の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2722630B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6932271B2 (en) | 2000-01-27 | 2005-08-23 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scan module, optical scanner, optical scan method, image generator and image reader |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04156508A (ja) * | 1990-10-20 | 1992-05-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光偏向器および光ビーム走査装置 |
| US20020050519A1 (en) | 2000-10-26 | 2002-05-02 | Oliva Guido M. | Laser module for reading optical codes |
| EP1207489B1 (en) * | 2000-10-26 | 2009-06-17 | Datalogic S.P.A. | Laser module for reading optical codes |
| US6657765B2 (en) | 2001-03-01 | 2003-12-02 | Ricoh Company, Ltd. | Optical deflecting unit, optical scanning unit, image forming apparatus, and method of producing optical unit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189408A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | Hitachi Ltd | 光集積回路 |
| JPH0622065B2 (ja) * | 1987-02-25 | 1994-03-23 | 株式会社日立製作所 | 集積型光ヘツド |
-
1989
- 1989-03-23 JP JP1070856A patent/JP2722630B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6932271B2 (en) | 2000-01-27 | 2005-08-23 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scan module, optical scanner, optical scan method, image generator and image reader |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02250023A (ja) | 1990-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |