JP3032376B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JP3032376B2 JP3032376B2 JP4117136A JP11713692A JP3032376B2 JP 3032376 B2 JP3032376 B2 JP 3032376B2 JP 4117136 A JP4117136 A JP 4117136A JP 11713692 A JP11713692 A JP 11713692A JP 3032376 B2 JP3032376 B2 JP 3032376B2
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- laser device
- silicon substrate
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理、光計測、
光通信等に用いる半導体レーザ装置に関する。
光通信等に用いる半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザ装置を図７に示した
断面図を参照して説明する。
断面図を参照して説明する。
【０００３】この構造は、素子固定台１の一側面の上方
にヒートシンク２を固定し、この上に半導体レーザチッ
プ（以後レーザチップと記す）３を固定し、レーザチッ
プ３の発光面とヒートシンク２の側面および素子固定台
１の上面を揃えるとともに、レーザチップ３の発光面と
は反対側にレーザ出力光検出用フォトダイオード４が載
置され、素子固定台１の上面に信号検出用フォトダイオ
ード５が載置されたものである。
にヒートシンク２を固定し、この上に半導体レーザチッ
プ（以後レーザチップと記す）３を固定し、レーザチッ
プ３の発光面とヒートシンク２の側面および素子固定台
１の上面を揃えるとともに、レーザチップ３の発光面と
は反対側にレーザ出力光検出用フォトダイオード４が載
置され、素子固定台１の上面に信号検出用フォトダイオ
ード５が載置されたものである。
【０００４】次に、この構造の動作を説明する。レーザ
チップ３から図面の上方に出射された出射光６は、対象
物に反射されて反射光７として信号検出用フォトダイオ
ード５に入力され、信号処理される。一方、レーザチッ
プ３の出射光面の反対側から出射されるレーザ光は、レ
ーザ出力光検出用フォトダイオード４に入力され、レー
ザ光の強弱に対応した電流信号に変換される。この信号
をレーザチップ駆動回路にフィードバックさせてレーザ
光の出力を安定に制御する。
チップ３から図面の上方に出射された出射光６は、対象
物に反射されて反射光７として信号検出用フォトダイオ
ード５に入力され、信号処理される。一方、レーザチッ
プ３の出射光面の反対側から出射されるレーザ光は、レ
ーザ出力光検出用フォトダイオード４に入力され、レー
ザ光の強弱に対応した電流信号に変換される。この信号
をレーザチップ駆動回路にフィードバックさせてレーザ
光の出力を安定に制御する。
【０００５】この従来の構成では、信号検出用フォトダ
イオード５とレーザ出力光検出用フォトダイオード４は
素子固定台１に対して水平と水平に近い面内に固定させ
るのに対して、レーザチップ３は垂直面内に固定しなけ
ればならないので、組立作業効率が悪く、位置合わせ精
度に大きな問題があった。
イオード５とレーザ出力光検出用フォトダイオード４は
素子固定台１に対して水平と水平に近い面内に固定させ
るのに対して、レーザチップ３は垂直面内に固定しなけ
ればならないので、組立作業効率が悪く、位置合わせ精
度に大きな問題があった。
【０００６】この問題を解決する構造として、図８の断
面図に示すような半導体レーザ装置がある。
面図に示すような半導体レーザ装置がある。
【０００７】この構造は、（１００）面のシリコン基板
８に、両側の斜面が（１１１）面により形成されるＶ状
の溝が形成され、その溝の斜面のうち一方の面をレーザ
出射光を反射させる反射ミラー面９とし、これに対向す
る両側のシリコン基板８の主面を他方の主面に対して低
くし、低くしたシリコン基板の主面とＶ状の溝の斜面と
が交わる稜線にレーザチップ３のレーザ光が出射される
前方端面が平行になるようにレーザチップ３が固定され
たものである。
８に、両側の斜面が（１１１）面により形成されるＶ状
の溝が形成され、その溝の斜面のうち一方の面をレーザ
出射光を反射させる反射ミラー面９とし、これに対向す
る両側のシリコン基板８の主面を他方の主面に対して低
くし、低くしたシリコン基板の主面とＶ状の溝の斜面と
が交わる稜線にレーザチップ３のレーザ光が出射される
前方端面が平行になるようにレーザチップ３が固定され
たものである。
【０００８】この構造によれば、レーザチップ３より水
平方向に出射された出射光を反射ミラー面９で反射させ
て、ほぼ上方へ取り出すことができる。これにより、信
号検出用フォトダイオード（図示せず）やレーザ出力検
出用フォトダイオード（図示せず）をシリコン基板８の
主面に形成することができ、フォトリソグラフィ技術に
より精度良く作り込むことができる。
平方向に出射された出射光を反射ミラー面９で反射させ
て、ほぼ上方へ取り出すことができる。これにより、信
号検出用フォトダイオード（図示せず）やレーザ出力検
出用フォトダイオード（図示せず）をシリコン基板８の
主面に形成することができ、フォトリソグラフィ技術に
より精度良く作り込むことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、例えば図７の構成の場合、信号検出用フォトダイ
オード５とレーザ出力光検出用フォトダイオード４は素
子固定台１に対して水平と水平に近い面内に固定させる
のに対して、レーザチップ３は垂直面内に固定しなけれ
ばならないので、組立工程が煩雑になり、組立作業効率
が悪く、位置合わせ精度が良くないという大きな問題が
あった。
では、例えば図７の構成の場合、信号検出用フォトダイ
オード５とレーザ出力光検出用フォトダイオード４は素
子固定台１に対して水平と水平に近い面内に固定させる
のに対して、レーザチップ３は垂直面内に固定しなけれ
ばならないので、組立工程が煩雑になり、組立作業効率
が悪く、位置合わせ精度が良くないという大きな問題が
あった。
【００１０】また、図８に示される構成では、（１０
０）面のシリコン基板８に、斜面が（１１１）面により
形成されるＶ状の溝を形成した場合、溝の反射ミラー面
９とシリコン基板８の表面に対する傾きθが約５４°と
なるため、出射光の中心軸はシリコン基板主面の垂直方
向より約１８°傾いてしまうという課題があった。
０）面のシリコン基板８に、斜面が（１１１）面により
形成されるＶ状の溝を形成した場合、溝の反射ミラー面
９とシリコン基板８の表面に対する傾きθが約５４°と
なるため、出射光の中心軸はシリコン基板主面の垂直方
向より約１８°傾いてしまうという課題があった。
【００１１】本発明は上記課題を解決するもので、レー
ザ光の出射方向の位置合わせが簡単で、組立時の角度補
正、組立工程の容易な半導体レーザ装置を提供すること
を目的としている。
ザ光の出射方向の位置合わせが簡単で、組立時の角度補
正、組立工程の容易な半導体レーザ装置を提供すること
を目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体レーザ装置は、＜１１０＞方向を軸と
して１〜１１°のオフアングルを有する（５１１）面の
シリコン基板上に、斜面が（１１１）面で断面形状がＶ
状の溝が形成され、上記（１１１）面のうち上記シリコ
ン基板表面に対する傾きが４５°に近い面をレーザ光を
反射させる反射ミラー面とし、この反射ミラー面に対向
する斜面側のシリコン基板の主面を他方の主面に対して
低くし、さらに、この反射ミラー面に対向する面の上端
稜線に対して半導体レーザチップの前方端面が平行にな
るように半導体レーザチップが上記シリコン基板に固定
された構成を採用する。また、反射ミラー面側のシリコ
ン基板上または上記半導体レーザチップの後方の上記シ
リコン基板上にレーザ出力光検出用フォトダイオードが
形成された構成や、上記シリコン基板上に信号検出用フ
ォトダイオード、レーザ駆動回路、増幅回路および光信
号処理回路のうち１以上が形成された構成を採用する。
に本発明の半導体レーザ装置は、＜１１０＞方向を軸と
して１〜１１°のオフアングルを有する（５１１）面の
シリコン基板上に、斜面が（１１１）面で断面形状がＶ
状の溝が形成され、上記（１１１）面のうち上記シリコ
ン基板表面に対する傾きが４５°に近い面をレーザ光を
反射させる反射ミラー面とし、この反射ミラー面に対向
する斜面側のシリコン基板の主面を他方の主面に対して
低くし、さらに、この反射ミラー面に対向する面の上端
稜線に対して半導体レーザチップの前方端面が平行にな
るように半導体レーザチップが上記シリコン基板に固定
された構成を採用する。また、反射ミラー面側のシリコ
ン基板上または上記半導体レーザチップの後方の上記シ
リコン基板上にレーザ出力光検出用フォトダイオードが
形成された構成や、上記シリコン基板上に信号検出用フ
ォトダイオード、レーザ駆動回路、増幅回路および光信
号処理回路のうち１以上が形成された構成を採用する。
【００１３】
【作用】この構成によれば、シリコン基板の主面が（５
１１）面より１〜１１°のオフアングルを設けた面にな
っているため、（１１１）面により形成されたＶ状の溝
の反射ミラー面とシリコン基板の主面との角度θを４０
°≦θ≦５０°の範囲にすることができ、半導体レーザ
チップから出射されて反射ミラー面で反射された後のレ
ーザ光の中心軸をシリコン基板主面に対してほぼ垂直方
向にすることができる。
１１）面より１〜１１°のオフアングルを設けた面にな
っているため、（１１１）面により形成されたＶ状の溝
の反射ミラー面とシリコン基板の主面との角度θを４０
°≦θ≦５０°の範囲にすることができ、半導体レーザ
チップから出射されて反射ミラー面で反射された後のレ
ーザ光の中心軸をシリコン基板主面に対してほぼ垂直方
向にすることができる。
【００１４】また、半導体レーザチップを載置するヒー
トシンク用のシリコン基板内に、信号検出用フォトダイ
オード、レーザ出力光検出用フォトダイオード、レーザ
駆動回路、増幅回路および光信号処理回路が形成されて
いるため、これらを個別に配置する構成に比べて部品点
数を削減できるとともに、組立時の角度の補正や組立工
程等の複雑さを無くすことができるため、低コスト化を
図ることができる。
トシンク用のシリコン基板内に、信号検出用フォトダイ
オード、レーザ出力光検出用フォトダイオード、レーザ
駆動回路、増幅回路および光信号処理回路が形成されて
いるため、これらを個別に配置する構成に比べて部品点
数を削減できるとともに、組立時の角度の補正や組立工
程等の複雑さを無くすことができるため、低コスト化を
図ることができる。
【００１５】
【実施例】本発明の第１の実施例である半導体レーザ装
置を図１（ａ），（ｂ）に示した斜視図とＡ−Ａ線に沿
った断面図を参照して説明する。
置を図１（ａ），（ｂ）に示した斜視図とＡ−Ａ線に沿
った断面図を参照して説明する。
【００１６】これは、＜１１０＞方向を回転軸として約
６°のオフアングルを持たせた（５１１）面のシリコン
基板１０上に両側の斜面が（１１１）面により形成され
るＶ状の溝（以後Ｖ溝と記す）１１が形成され、これら
の斜面のうちシリコン基板１０の表面に対する傾きθが
４５°に近い方の面を反射ミラー面１２とし、この面に
対向する側のシリコン基板の主面３３を他方の主面３２
に対して低くし、さらにこの反射ミラー面１２に対向す
る面の溝上端稜線に対して半導体レーザチップ１３の前
方端面が平行になるようにシリコン基板１０の表面にレ
ーザチップ１３を固定した構造である。このような（１
１１）斜面を有するＶ溝１１は、シリコン基板１０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などの異方性エッチング溶液でエッ
チングすることにより容易に実現することができる。な
お、反射ミラー面１２の表面には３０００〜５０００Å
の金薄膜１４が形成されており、ミラーの反射率は９０
％以上になっている。また、レザーチップ１３は発光部
が下側になるようにはんだ材で固定されている。
６°のオフアングルを持たせた（５１１）面のシリコン
基板１０上に両側の斜面が（１１１）面により形成され
るＶ状の溝（以後Ｖ溝と記す）１１が形成され、これら
の斜面のうちシリコン基板１０の表面に対する傾きθが
４５°に近い方の面を反射ミラー面１２とし、この面に
対向する側のシリコン基板の主面３３を他方の主面３２
に対して低くし、さらにこの反射ミラー面１２に対向す
る面の溝上端稜線に対して半導体レーザチップ１３の前
方端面が平行になるようにシリコン基板１０の表面にレ
ーザチップ１３を固定した構造である。このような（１
１１）斜面を有するＶ溝１１は、シリコン基板１０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などの異方性エッチング溶液でエッ
チングすることにより容易に実現することができる。な
お、反射ミラー面１２の表面には３０００〜５０００Å
の金薄膜１４が形成されており、ミラーの反射率は９０
％以上になっている。また、レザーチップ１３は発光部
が下側になるようにはんだ材で固定されている。
【００１７】この構造により、レーザチップ１３から水
平方向に出射されたレーザ光は光路１５に示すように反
射ミラーで反射されて垂直あるいは垂直方向に近い方向
へ進み、出力光として取り出される。
平方向に出射されたレーザ光は光路１５に示すように反
射ミラーで反射されて垂直あるいは垂直方向に近い方向
へ進み、出力光として取り出される。
【００１８】なお、シリコン基板の表面として約６°の
オフアングルを持たせた（５１１）面を使用したが、実
際使用上１〜１１°のオフアングルを有する（５１１）
面のものでもよい。このとき反射ミラー面１２のシリコ
ン基板１０の表面に対する傾きθを４０°≦θ≦５０°
の範囲におさえることができ、ほぼ４５°に近い反射ミ
ラーが得られるため、同様の効果が得られる。また、こ
のシリコン基板１０と等価な基板として＜１１０＞方向
を軸として４〜１４°のオフアングルを有する（１０
０）シリコン基板や、その他の結晶面から適当なオフア
ングルを設定して等価な基板を採用することにより同様
の効果が得られる。これらのことは後に述べる他の実施
例においても同じことが言える。
オフアングルを持たせた（５１１）面を使用したが、実
際使用上１〜１１°のオフアングルを有する（５１１）
面のものでもよい。このとき反射ミラー面１２のシリコ
ン基板１０の表面に対する傾きθを４０°≦θ≦５０°
の範囲におさえることができ、ほぼ４５°に近い反射ミ
ラーが得られるため、同様の効果が得られる。また、こ
のシリコン基板１０と等価な基板として＜１１０＞方向
を軸として４〜１４°のオフアングルを有する（１０
０）シリコン基板や、その他の結晶面から適当なオフア
ングルを設定して等価な基板を採用することにより同様
の効果が得られる。これらのことは後に述べる他の実施
例においても同じことが言える。
【００１９】また、半導体レーザチップ１３は図１に示
すように発光面側（結晶成長面側）を接着面として固定
せず、発光面側を上面にして固定してもよいが、この場
合レーザチップ厚は作製ばらつきが±２０μｍと大きい
ため、発光点の位置ばらつきが大きくなる。したがって
半導体レーザチップ１３は発光面側を接着面として固定
する方が、シリコン基板１０から発光点までの距離にば
らつきが少なく、±２μｍ程度におさえられるため、発
光点の位置ぎめをする上でより精度が上がるという効果
が得られる。このことは後に述べる他の実施例において
も同じことが言える。
すように発光面側（結晶成長面側）を接着面として固定
せず、発光面側を上面にして固定してもよいが、この場
合レーザチップ厚は作製ばらつきが±２０μｍと大きい
ため、発光点の位置ばらつきが大きくなる。したがって
半導体レーザチップ１３は発光面側を接着面として固定
する方が、シリコン基板１０から発光点までの距離にば
らつきが少なく、±２μｍ程度におさえられるため、発
光点の位置ぎめをする上でより精度が上がるという効果
が得られる。このことは後に述べる他の実施例において
も同じことが言える。
【００２０】次に、本発明の第２の実施例である半導体
レーザ装置について図２（ａ），（ｂ）に示した斜視図
および断面図を参照して説明する。
レーザ装置について図２（ａ），（ｂ）に示した斜視図
および断面図を参照して説明する。
【００２１】これは、図１で説明したオフアングルを設
けた（１００）面のシリコン基板１０の主面３２に対し
て低くした主面３３の領域を図に示すように、シリコン
基板１０の端面まででなく、少なくとも半導体レーザチ
ップ１３が収納できる領域とした構造であり、反射ミラ
ー面１２や半導体レーザチップ１３の構造は図１で示し
た通りである。
けた（１００）面のシリコン基板１０の主面３２に対し
て低くした主面３３の領域を図に示すように、シリコン
基板１０の端面まででなく、少なくとも半導体レーザチ
ップ１３が収納できる領域とした構造であり、反射ミラ
ー面１２や半導体レーザチップ１３の構造は図１で示し
た通りである。
【００２２】次に、本発明の第３の実施例である半導体
レーザ装置について図３に示した断面図を参照して説明
する。
レーザ装置について図３に示した断面図を参照して説明
する。
【００２３】これは、＜１１０＞方向を回転軸として約
６°のオフアングルを持たせた（５１１）面のＰ型シリ
コン基板２０上に、図１で示したＶ溝が形成され、この
Ｖ溝のシリコン基板２０の表面に対する傾きが４５°に
近い方の面をレーザ光を反射させる反射ミラー面２１と
し、この面に対向する側のシリコン基板２０の主面３３
を他方の主面３２に対して低くし、反射ミラー面２１の
Ｐ型シリコン基板２０側にｎ型の拡散領域２２が形成さ
れ、反射ミラー面２１の上に絶縁用の酸化シリコン膜２
３と金薄膜２４が積層され、反射ミラー面２１に対向す
る面の上端稜線に対して半導体レーザチップ１３の前方
端面が平行になるように半導体レーザチップ１３がシリ
コン基板２０に固定された構造である。
６°のオフアングルを持たせた（５１１）面のＰ型シリ
コン基板２０上に、図１で示したＶ溝が形成され、この
Ｖ溝のシリコン基板２０の表面に対する傾きが４５°に
近い方の面をレーザ光を反射させる反射ミラー面２１と
し、この面に対向する側のシリコン基板２０の主面３３
を他方の主面３２に対して低くし、反射ミラー面２１の
Ｐ型シリコン基板２０側にｎ型の拡散領域２２が形成さ
れ、反射ミラー面２１の上に絶縁用の酸化シリコン膜２
３と金薄膜２４が積層され、反射ミラー面２１に対向す
る面の上端稜線に対して半導体レーザチップ１３の前方
端面が平行になるように半導体レーザチップ１３がシリ
コン基板２０に固定された構造である。
【００２４】なお、金薄膜２４の膜厚を５００〜１００
０Åとして半透過膜とし、レーザ光の一部がＰ型シリコ
ン基板２０とｎ型拡散領域２２とで構成されたフォトダ
イオードに入射される構造である。
０Åとして半透過膜とし、レーザ光の一部がＰ型シリコ
ン基板２０とｎ型拡散領域２２とで構成されたフォトダ
イオードに入射される構造である。
【００２５】この構造により、半導体レーザチップ１３
から水平方向に出射されたレーザ光は、一部は金薄膜２
４で形成された半透過膜を通過してフォトダイオードに
入射され、残りは半透過膜で反射されて光路２５に示す
ように垂直あるいは垂直に近い方向に進み、出力光とし
て取り出される。
から水平方向に出射されたレーザ光は、一部は金薄膜２
４で形成された半透過膜を通過してフォトダイオードに
入射され、残りは半透過膜で反射されて光路２５に示す
ように垂直あるいは垂直に近い方向に進み、出力光とし
て取り出される。
【００２６】なお、フォトダイオードに入射された光
は、その光強度に応じて電流信号に変化され、この電流
信号がレーザチップ駆動回路に帰還されてレーザ光の出
力を一定にさせるのに使用される。また、シリコン基板
２０と拡散領域２２の導電型を反転しても同様の効果が
得られる。
は、その光強度に応じて電流信号に変化され、この電流
信号がレーザチップ駆動回路に帰還されてレーザ光の出
力を一定にさせるのに使用される。また、シリコン基板
２０と拡散領域２２の導電型を反転しても同様の効果が
得られる。
【００２７】次に本発明の第４の実施例である半導体レ
ーザ装置について図４および図５に示した断面図を参照
して説明する。
ーザ装置について図４および図５に示した断面図を参照
して説明する。
【００２８】これは、＜１１０＞方向を回転軸として約
６°のオフアングルを持たせた（１００）面のＰ型シリ
コン基板２０上に、図１で示したＶ溝が形成され、この
Ｖ溝のシリコン基板２０の表面に対する傾きが４５°の
近い方の面をレーザ光を反射させる反射ミラー面２１と
し、この面に対向する側のシリコン基板の主面３３を他
方の主面３２に対して低くし反射ミラー面に対向する面
の上端稜線に対して半導体レーザチップ１３の前方端面
が平行になるように半導体レーザチップ１３がシリコン
基板２０に固定され、半導体レーザチップ１３の後方の
Ｐ型シリコン基板２０の主面３３または図５に示すよう
に主面３２と主面３３がなす段差にまたがってｎ型拡散
領域２６が形成された構造である。
６°のオフアングルを持たせた（１００）面のＰ型シリ
コン基板２０上に、図１で示したＶ溝が形成され、この
Ｖ溝のシリコン基板２０の表面に対する傾きが４５°の
近い方の面をレーザ光を反射させる反射ミラー面２１と
し、この面に対向する側のシリコン基板の主面３３を他
方の主面３２に対して低くし反射ミラー面に対向する面
の上端稜線に対して半導体レーザチップ１３の前方端面
が平行になるように半導体レーザチップ１３がシリコン
基板２０に固定され、半導体レーザチップ１３の後方の
Ｐ型シリコン基板２０の主面３３または図５に示すよう
に主面３２と主面３３がなす段差にまたがってｎ型拡散
領域２６が形成された構造である。
【００２９】Ｐ型シリコン基板２０とｎ型拡散領域２６
で形成されるフォトダイオードは、半導体レーザチップ
１３の後端面から出射されたレーザ光を受光し、その光
強度に応じて変化した電流信号を発生させる。この電流
信号をレーザチップ駆動回路に帰還させて、半導体レー
ザチップ１３の前端面から出射されるレーザ光の強度を
一定にさせるモニタ用として利用する。この効果は、シ
リコン基板２０と拡散領域２６の導電型を反転させても
同様である。
で形成されるフォトダイオードは、半導体レーザチップ
１３の後端面から出射されたレーザ光を受光し、その光
強度に応じて変化した電流信号を発生させる。この電流
信号をレーザチップ駆動回路に帰還させて、半導体レー
ザチップ１３の前端面から出射されるレーザ光の強度を
一定にさせるモニタ用として利用する。この効果は、シ
リコン基板２０と拡散領域２６の導電型を反転させても
同様である。
【００３０】なお、半導体レーザチップ１３の前端面か
ら水平方向に出射されたレーザ光は、金薄膜が被覆され
た反射ミラー面２１で反射されて垂直あるいは垂直に近
い方向に進み、出力光として取り出される。
ら水平方向に出射されたレーザ光は、金薄膜が被覆され
た反射ミラー面２１で反射されて垂直あるいは垂直に近
い方向に進み、出力光として取り出される。
【００３１】なお、２７は半導体レーザチップ１３の後
端面より出射されたレーザ光の光路、２８は半導体レー
ザチップ１３の前端面より出射されたレーザ光の光路を
示す。
端面より出射されたレーザ光の光路、２８は半導体レー
ザチップ１３の前端面より出射されたレーザ光の光路を
示す。
【００３２】次に本発明の第５の実施例である半導体レ
ーザ装置について図６に示した斜視図を参照して説明す
る。
ーザ装置について図６に示した斜視図を参照して説明す
る。
【００３３】この構造は、＜１１０＞方向を回転軸とし
て約６°のオフアングルを持たせた（５１１）面のＰ型
シリコン基板２０上に両側の斜面が（１１１）面により
形成されるＶ溝１１が形成され、これらの斜面のうちシ
リコン基板２０の表面に対する傾きが４５°に近い方の
面を反射ミラー面１２とし、この面に対向する側のシリ
コン基板２０の主面３３を他方の主面３２に対して低く
し反射ミラー面１２に対向する面の溝上端稜線に対して
半導体レーザチップ１３の前方端面が平行になるように
シリコン基板２０の表面に半導体レーザチップ１３が固
定され、半導体レーザチップ１３の後方にｎ型拡散領域
を形成することによりレーザ出力光検出用フォトダイオ
ード２９が形成され、さらにシリコン基板２０上に信号
検出用フォトダイオード３０が形成されたものである。
て約６°のオフアングルを持たせた（５１１）面のＰ型
シリコン基板２０上に両側の斜面が（１１１）面により
形成されるＶ溝１１が形成され、これらの斜面のうちシ
リコン基板２０の表面に対する傾きが４５°に近い方の
面を反射ミラー面１２とし、この面に対向する側のシリ
コン基板２０の主面３３を他方の主面３２に対して低く
し反射ミラー面１２に対向する面の溝上端稜線に対して
半導体レーザチップ１３の前方端面が平行になるように
シリコン基板２０の表面に半導体レーザチップ１３が固
定され、半導体レーザチップ１３の後方にｎ型拡散領域
を形成することによりレーザ出力光検出用フォトダイオ
ード２９が形成され、さらにシリコン基板２０上に信号
検出用フォトダイオード３０が形成されたものである。
【００３４】この構成により、半導体レーザチップ１３
の前端面から水平方向に出射されたレーザ光は、金薄膜
が被覆された反射ミラー面１２で反射されて光路１５に
示すように垂直あるいは垂直に近い方向に進み、出力光
として取り出される。この出力光が対象物で反射された
信号光３１は、信号検出用フォトダイオード３０に入力
され、信号処理される。一方、半導体レーザチップ１３
の後端面より出射されたレーザ光は、レーザ出力光検出
用フォトダイオード２９に入力され、光強度に応じた電
流信号に変換される。この電流信号がレーザチップ駆動
回路に帰還されて、レーザチップの前端面より出射され
たレーザ光の出力を一定にさせるのに利用される。
の前端面から水平方向に出射されたレーザ光は、金薄膜
が被覆された反射ミラー面１２で反射されて光路１５に
示すように垂直あるいは垂直に近い方向に進み、出力光
として取り出される。この出力光が対象物で反射された
信号光３１は、信号検出用フォトダイオード３０に入力
され、信号処理される。一方、半導体レーザチップ１３
の後端面より出射されたレーザ光は、レーザ出力光検出
用フォトダイオード２９に入力され、光強度に応じた電
流信号に変換される。この電流信号がレーザチップ駆動
回路に帰還されて、レーザチップの前端面より出射され
たレーザ光の出力を一定にさせるのに利用される。
【００３５】この構造によれば、レーザ出力光検出用フ
ォトダイオード２９と信号検出用フォトダイオード３０
を同一基板上に形成しているので小型に集積化すること
ができる。
ォトダイオード２９と信号検出用フォトダイオード３０
を同一基板上に形成しているので小型に集積化すること
ができる。
【００３６】なお、実施例ではレーザ出力光検出用と信
号検出用のフォトダイオードを示したが、これに限られ
ることなく、フォトダイオードから得られる信号の増幅
回路、半導体レーザチップの駆動回路および光信号処理
回路等を同一基板上に形成することができる。また、こ
れらの効果は基板と拡散領域の導電型を反転させても同
様である。またレーザ出力光検出用フォトダイオードと
しては先に述べた図３に示すような構造でもよい。
号検出用のフォトダイオードを示したが、これに限られ
ることなく、フォトダイオードから得られる信号の増幅
回路、半導体レーザチップの駆動回路および光信号処理
回路等を同一基板上に形成することができる。また、こ
れらの効果は基板と拡散領域の導電型を反転させても同
様である。またレーザ出力光検出用フォトダイオードと
しては先に述べた図３に示すような構造でもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
の半導体レーザ装置は＜１１０＞方向を軸として１〜１
１°のオフアングルを有する（５１１）面のシリコン基
板を用いて、斜面が（１１１）面で断面形状がＶ状の溝
を形成し、この（１１１）面のうち一つはシリコン基板
の表面に対する傾きが約４５°となり、この面を反射ミ
ラー面としているので半導体レーザチップから水平方向
に出射されたレーザ光は反射ミラー面で反射されて、ほ
ぼ垂直方向に取り出すことができ、出射方向の位置合わ
せが容易な半導体レーザ装置を提供できる。
の半導体レーザ装置は＜１１０＞方向を軸として１〜１
１°のオフアングルを有する（５１１）面のシリコン基
板を用いて、斜面が（１１１）面で断面形状がＶ状の溝
を形成し、この（１１１）面のうち一つはシリコン基板
の表面に対する傾きが約４５°となり、この面を反射ミ
ラー面としているので半導体レーザチップから水平方向
に出射されたレーザ光は反射ミラー面で反射されて、ほ
ぼ垂直方向に取り出すことができ、出射方向の位置合わ
せが容易な半導体レーザ装置を提供できる。
【００３８】また、半導体レーザチップを載置するヒー
トシンク用のシリコン基板上に、レーザ出力光検出用フ
ォトダイオード、信号検出用フォトダイオード、レーザ
駆動回路、増幅回路および光信号処理回路のうち一つ以
上が形成されているため、集積化されるとともに組立時
の角度の補正や組立工程の複雑さをなくすことができ、
低価格の半導体レーザ装置を提供できる。
トシンク用のシリコン基板上に、レーザ出力光検出用フ
ォトダイオード、信号検出用フォトダイオード、レーザ
駆動回路、増幅回路および光信号処理回路のうち一つ以
上が形成されているため、集積化されるとともに組立時
の角度の補正や組立工程の複雑さをなくすことができ、
低価格の半導体レーザ装置を提供できる。
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例における半導体
レーザ装置の斜視図 （ｂ）は（ａ）の半導体レーザ装置の断面図
レーザ装置の斜視図 （ｂ）は（ａ）の半導体レーザ装置の断面図
【図２】（ａ）は本発明の第２の実施例における半導体
レーザ装置の斜視図 （ｂ）は（ａ）の半導体レーザ装置の断面図
レーザ装置の斜視図 （ｂ）は（ａ）の半導体レーザ装置の断面図
【図３】本発明の第３の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
置の断面図
【図４】本発明の第４の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
置の断面図
【図５】本発明の第４の他の実施例における半導体レー
ザ装置の断面図
ザ装置の断面図
【図６】本発明の第５の実施例における半導体レーザ装
置の斜視図
置の斜視図
【図７】従来の半導体レーザ装置の断面図
【図８】従来の他の半導体レーザ装置の断面図
１０ シリコン基板 １１ Ｖ状の溝 １２ 反射ミラー面 １３ 半導体レーザチップ １４ 金薄膜（コーティング膜） １５ 光路 ３２ シリコン基板の主面（他方の主面） ３３ シリコン基板の主面（低くした主面）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−253983（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−153360（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−168663（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−75063（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 630
Claims (6)
- 【請求項１】 （５１１）面の珪素基板に対してオフア
ングルを設けて主面が形成されかつ段差のある２つの前
記主面の間に（１１１）面よりなる斜面が形成された珪
素基板を有し、前記斜面の前記主面に対してなす角が４
０度以上５０度以下であり、レーザ光が前記斜面に向か
うように低い側の主面上に半導体レーザ素子を載置した
半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記受光素子は、前記斜面の上端稜線の
両方の延長方向の主面上に形成されかつ前記上端稜線に
平行な線で分割された請求項１記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項３】 前記段差部が、前記低い側の主面よりも
さらに低い底部を有する溝である請求項１記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項４】 前記斜面は前記主面上に設けられた凹部
の一側面であり、レーザ光が前記斜面に向かうように前
記凹部内に半導体レーザ素子を載置し、前記斜面に対向
する前記凹部の側面に接合面が形成されたレーザ出力検
出用受光素子とを有する請求項１記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項５】 前記凹部には前記斜面を一部に含みかつ
前記半導体レーザの載置面よりもさらに低い底部を有す
る溝が形成された請求項４記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項６】 前記溝の断面形状がＶ字状である請求項
３または５記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4117136A JP3032376B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4117136A JP3032376B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315700A JPH05315700A (ja) | 1993-11-26 |
| JP3032376B2 true JP3032376B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=14704347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4117136A Expired - Fee Related JP3032376B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3032376B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3934828B2 (ja) | 1999-06-30 | 2007-06-20 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置 |
| KR100456984B1 (ko) | 2001-03-06 | 2004-11-10 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 레이저 장치 |
| US6687272B2 (en) | 2001-09-18 | 2004-02-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser device |
| JP2017117880A (ja) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 京セラ株式会社 | 光素子搭載用パッケージ、光素子搭載用母基板および電子装置 |
| CN111758169A (zh) * | 2018-08-03 | 2020-10-09 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 激光二极管封装模块及距离探测装置、电子设备 |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP4117136A patent/JP3032376B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05315700A (ja) | 1993-11-26 |
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