JP3457982B2 - 光半導体装置並びにその製造方法 - Google Patents

光半導体装置並びにその製造方法

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  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光学的記録媒体を用
いて情報の記録および/または再生を行う光ピックアッ
プ装置に供される光半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から光ピックアップ装置は様々なも
のが提案されており、その小型軽量化を図るため、例え
ば特開平1−237935号公報には、ホログラムを用
いて光学的記録媒体(以下、光ディスクと称する)信号
検出を行う光ピックアップ装置が開示されている。以
下、この公報に開示された光ピックアップ装置の構成及
び動作を図7を参照して簡単に説明する。
【0003】図7に示されるように、回折格子およびホ
ログラフィックグレーティングを隣接して保持した鏡筒
が、光源および受光素子が設けられた基板の鍔部に固着
されている。鏡筒が固着された基板は、コリメートレン
ズを保持した鏡筒保持体の収納部に挿入されて、前記基
板の鍔部が鏡筒保持体の下端部に形成された嵌合部に嵌
合されており、これによって、鏡筒は鏡筒保持体に対し
て回動可能に支持されている。鏡筒保持体の上面には、
対物レンズを保持した対物レンズ駆動部が保持されてお
り、光ディスクにレーザ光の焦点を合わせるように、対
物レンズは駆動される。
【0004】この光ピックアップ装置の動作を簡単に説
明すると、光源から射出されたレーザ光は、回折格子を
通過することによって、光ディスク上のピット信号を読
み、かつフォーカスずれを読むための0次光と、トラッ
キングずれを読むための±1次光に分けられる。この分
けられた光は、ホログラフィックグレーティングを通過
した後、コリメートレンズによって平行光とされ、対物
レンズを介して光ディスク上に3つの光スポットを投射
する。そして、光ディスクからの反射光は再び同じ経路
を戻り、コリメートレンズを通過後、収束光となりなが
らホログラフィックグレーティングに入射する。ホログ
ラフィックグレーティングに入射した戻り光は、その回
折作用を受け、基板上に形成された受光素子に入射す
る。この受光素子において、ウェッジプリズム法による
フォーカスエラー信号および、3ビーム法によるトラッ
キングエラー信号、光ディスクのRF信号が検出される
ようになっている。
【0005】また、特開平4−139628号公報に
は、ホログラムを用いた光ピックアップ装置のための光
半導体装置が開示されている。以下、この公報に開示さ
れた光半導体装置を、図8を参照して簡単に説明する。
【0006】シリコン基板上には、エッチングによって
半導体レーザチップがボンディングされる平坦面および
半導体レーザチップから射出されたレーザ光を上方に向
けて反射するV溝が形成されている。また、シリコン基
板上には、レーザ光を透過する透明膜がコーティングさ
れており、この透明膜の表面には、フォトリソグラフィ
ー技術によってホログラムが形成されている。そして、
半導体レーザチップから出射された光は、V溝反射ミラ
ーによって反射され、ホログラムを通過して上方に出射
され、対物レンズによって光ディスク上に集光する。光
ディスクからの反射光は、再びホログラムに入射して回
折され、シリコン基板に形成された受光素子に集光し、
光ディスクからの各種信号が検出される。
【0007】このような光半導体装置によれば、V溝型
の反射ミラー、半導体レーザチップのボンディング位
置、受光素子およびホログラムの相互位置関係を、フォ
トリソグラフィの技術によって1μm単位で制御するこ
とが可能になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術によれば、以下に述べる問題点がある。特開平1−
237935号に開示された技術においては、筒状の部
材に光源、受光素子、回折格子等を取り付けている。従
って、光源に半導体レーザを用いた場合、半導体レーザ
の出射面の結露等を防ぐために、筒状の部材の内側を封
じる必要がある。つまり、筒状の部材に回折格子を完全
に隙間なく接着しなければならず、大変な作業が必要と
なる。
【0009】また、特開平4−139628号に開示さ
れた技術においては、半導体レーザチップ、受光素子を
有するシリコン基板とホログラムを有する透明膜からな
る光半導体装置は形状が微小であり(通常、シリコン基
板厚は0.4〜0.6mm程度)、変形等が心配される
ので、このままの形状では光ピックアップ本体に実装す
ることができない。
【0010】本発明は、上述した問題点を解決するため
に成されたものであり、光ピックアップ装置の小型化が
図れ、その作製を容易とする光半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光半導体装置は、半導体レーザ及び複数の
光検出器を備えた半導体基板と、この半導体基板を包み
込むように透明樹脂を用いてインサート成形された保持
体と、を有し、この保持体に、保持体を他部品に取付け
る際に使用する嵌合部位を設け、前記保持体にホログラ
ムパターンを設けると共に前記半導体基板に反射面を設
け、前記半導体レーザから発した光束を、前記反射面で
反射させた後、前記ホログラムパターンに入射させるよ
うに構成したことを特徴としている。
【0012】
【作用】半導体レーザ及び複数の光検出器が形成された
光半導体基板は、透明樹脂製の保持体に包み込まれた状
態にあり、半導体レーザの出射面に結露等が生じること
はない。また、光半導体基板を包み込む保持体には、光
ピックアップ装置に取り付けられる嵌合部位が形成され
ており、容易に光ピックアップ装置本体に実装すること
が可能になる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に
沿って具体的に説明する。 (参考例) 図1(a)は、受発光部が形成された素子の断面図であ
る。以下、この素子1の構成を説明する。シリコン基板
10の表面10aには、異方性エッチングによって、光
学的に平坦なV字状の立ち上げミラー12が形成される
と共に、この立ち上げミラー12に対向する部分には、
エッチングによって平坦面10bが形成されている。こ
の平坦面10bには半導体レーザチップ15がマウント
されている。この半導体レーザチップ15から射出され
たレーザ光は、図に示すように、立ち上げミラー12に
よって直角に反射される。表面10aには、光検出器1
7が形成されており、半導体レーザチップ15から射出
された後、図示されていない光ディスクから反射した光
を検出するようになっている。
【0014】図1(b),(c)は、それぞれ、本実施
例における光半導体装置20の断面図および上面図であ
る。前記素子1は、平坦な基板21にマウントされ、こ
の基板21を包み込むようにして透明樹脂製の保持体2
5がインサート成形される。(b)に示すように、半導
体レーザチップを備えた素子1は透明樹脂製の保持体で
包み込まれるため、その出射面に結露等が生じることは
ない。
【0015】保持体25には、その上面に嵌合面26a
を有する円筒部26が一体的に形成されており、この円
筒部26の内周側に所定高さの輪帯状の保持面27が形
成されている。輪帯状の保持面27には、略立方体で上
面および下面に、第1ホログラム30aおよび第2ホロ
グラム30bが形成されたホログラム光学素子30がマ
ウントされている。各部材の関係は、前記シリコン基板
10に設けられた半導体レーザチップ15から射出され
たレーザ光が、図1(b)に示すように、第2ホログラ
ム30bおよび第1ホログラム30aを通過するように
正確に位置合わせされている。なお、第1ホログラム3
0aは、図示されていない光ディスクからの反射光を光
検出器17に向けて回折させる機能を有し、これによ
り、光検出器17では、情報信号、フォーカスエラー信
号等が得られる。また、第2ホログラム30bは、半導
体レーザチップ15から射出されたレーザ光を、0次
光、±1次光に分割してトラックエラー信号検出用のサ
ブビーム等を発生させる機能を有している。
【0016】このように形成された光半導体装置20
は、円筒部26の外周面である嵌合面26aを用いて、
容易に光ピックアップ装置本体に実装される。図2は、
この光半導体装置20が実装された光ピックアップ装置
32の全体的な概略を示している。光ピックアップ装置
32は、円筒状の取付け部33aが形成され、光半導体
装置20の円筒部26が嵌合される本体33、この本体
33に設けられたアクチュエータ35、アクチュエータ
35によってフォーカシング方向、トラッキング方向に
移動可能に支持された対物レンズ37を備えており、図
1に示した円筒部26の嵌合面26aは、前記本体33
の取付け部33aに嵌合されている。
【0017】この参考例のように、光半導体装置20と
光ピックアップ装置32との結合部分は、円筒状の嵌合
面によって成されているので、トラッキングエラ−信号
の検出に3ビーム法を用いた場合等には、光半導体装置
20全体を回転調整し易いという利点が得られる。
【0018】(第1実施例) 図3(a),(b)は、本実施例における光半導体装置
40の断面図および上面図である。なお、以下の実施例
においては、前記参考例と同一の構成部分については、
同一の参照符号が付してある。
【0019】前記実施例同様、前記受発光部を有する素
子1が、平坦な基板21にマウントされ、この基板21
を包み込むようにして、透明樹脂製の保持体41がイン
サート成形される。この保持体41には、その上面に円
柱部43が一体的に形成されており、この円柱部43の
上面中央部には、ホログラムパターン45が形成されて
いる。このホログラムパターン45はインサート成形時
に、射出成形によって同時に作製される。なお、ホログ
ラムパターン45は、図示されていない光ディスクから
の反射光を素子1の光検出器に向けて回折させる機能を
有し、これにより、情報信号、フォーカスエラー信号、
トラックエラー信号が得られる。
【0020】このように形成された光半導体装置40
は、円柱部43の外周面である嵌合面43aを用いて、
図2に示すように、容易に光ピックアップ装置本体の円
筒状の取付け部33aに実装される。
【0021】この実施例の構成によれば、前記実施例で
得られる効果に加え、さらに、透明樹脂製の保持体41
に直接ホログラムパターン45を形成しているので、部
品点数を削減することができ、ホログラム素子の組付け
工程が不要になる。
【0022】(第2実施例) 図4(a),(b)は、本実施例における光半導体装置
50の断面図および上面図である。前記第2実施例同
様、受発光部を有する素子1が、平坦な基板21にマウ
ントされ、この基板21を包み込むようにして、透明樹
脂製の保持体51がインサート成形される。この保持体
51には、その上面に角柱部52が一体的に形成されて
おり、この角柱部52の上面中央部には、ホログラムパ
ターン53が形成されている。このホログラムパターン
53は、インサート成形時に射出成形によって同時に作
製される。なお、各部材の関係およびホログラムパター
ン53の機能は、前記第2実施例と同一である。
【0023】このように形成された光半導体装置50
は、角柱部52の外周面である嵌合面52aを用いて、
図2に示すように、容易に光ピックアップ装置本体の取
付け部33aに実装される。この場合、光ピックアップ
装置本体の取付け部33aは、角柱部52の嵌合面52
aが嵌合されるように形成されている。
【0024】この実施例の構成によれば、光半導体装置
50と光ピックアップ装置32との結合部分は、角柱状
の嵌合面によって成されているので、光半導体装置50
全体を1方向に平行移動して光軸調整等を行うことが可
能となる。
【0025】(第3実施例) 図5(a),(b)は、本実施例における光半導体装置
60の断面図および上面図である。この実施例は、前述
した第2実施例と略同様な構成を有しており、受発光部
を有する素子1が平坦な基板21にマウントされ、この
基板21を包み込むようにして透明樹脂製の保持体61
がインサート成形される。保持体61に形成された円柱
部62の上面には、紫外線硬化型樹脂からなる層67上
に形成されたホログラムパターン68が配置されてい
る。このように形成された光半導体装置60は、円柱部
62の外周面である嵌合面62aを用いて、図2に示す
ように、容易に光ピックアップ装置本体の円筒状の取付
け部33aに実装され、前記第1実施例と同様な効果を
得ることができる。
【0026】ここで、図6を参照して、上記ホログラム
パターン68の作製法について説明する。この場合、ホ
ログラムパターン68は、いわゆるツーピー法により作
製される。前記円柱部62の上面に、紫外線を透過する
と共に、所定の機能を有するホログラムパターン68の
型70を円柱部表面に向けて配する。この型70と円柱
部62の上面との間に、紫外線硬化型樹脂67を充填せ
しめ、この状態で紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂6
7を硬化させる。その後、型70を取り除くと透明樹脂
製の保持体61上には、紫外線硬化樹脂67によって構
成されたホログラムパターン68が形成される。この
際、素子1に設けられた半導体レーザチップから射出さ
れ、型70のパターンを透過する光を、図に示すような
ハーフミラー71、集光レンズ72およびCCD73を
具備した光学系でモニターしながらホログラムパターン
68の中心と前記半導体レーザチップからの出射光軸が
一致するように型70の位置を調整すると、非常に精密
な位置合わせが可能となる。なお、このようなホログラ
ムパターンの作製は、前述した実施例にも応用すること
ができる。
【0027】以上説明したように、図1(a)で示すよ
うな半導体レーザチップ15がマウントされた半導体基
板10を、インサート成形によって透明樹脂で包み込む
ので半導体レーザチップ15は外気と触れることがなく
なり、結露等の心配がなくなる。また、インサート成形
によって作製した透明樹脂製の保持体には、図2で示す
ピックアップ装置との嵌合部が形成されているので、光
ピックアップ装置への取付けが容易に行える。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の光半導
体装置によれば、光ピックアップ装置の小型化が図れ、
かつその作製を容易にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光半導体装置の参考例を示す図で
あり、(a)は、光半導体装置内に設けられる受発光部
が形成された素子の構成を示す断面図、(b)は、実際
に(a)に示す素子を組込んだ光半導体装置の断面図、
(c)は、光半導体装置の上面図。
【図2】光半導体装置が実装された光ピックアップ装置
の全体的な概略を示す図。
【図3】本発明に係る光半導体装置の第1の実施例を示
す図であり、(a)は、図1(a)に示す素子を組込ん
だ光半導体装置の断面図、(b)は、光半導体装置の上
面図。
【図4】本発明に係る光半導体装置の第2の実施例を示
す図であり、(a)は、図1(a)に示す素子を組込ん
だ光半導体装置の断面図、(b)は、光半導体装置の上
面図。
【図5】本発明に係る光半導体装置の第3の実施例を示
す図であり、(a)は、図1(a)に示す素子を組込ん
だ光半導体装置の断面図、(b)は、光半導体装置の上
面図。
【図6】図5に示す実施例において、ホログラムパター
ンの作製法を示す図。
【図7】ホログラムを用いて信号検出を行う光ピックア
ップ装置の従来例を示す図。
【図8】ホログラムを用いた光ピックアップ装置のため
の光半導体装置の従来例を示す図。
【符号の説明】
1…素子、10…シリコン基板、12…立ち上げミラ
ー、15…半導体レーザチップ、17…光検出器、2
0,40,50,60…光半導体装置、21…基板、2
5,41,51,61…透明樹脂製の保持体、30…ホ
ログラム光学素子、32…光ピックアップ装置、45,
53、68…ホログラムパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/08 - 7/22 G02B 5/32

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザ及び複数の光検出器を備え
    た半導体基板と、この半導体基板を包み込むように透明
    樹脂を用いてインサート成形された保持体と、を有し、
    この保持体に、保持体を他部品に取付ける際に使用する
    嵌合部位を設けた光半導体装置において、前記保持体に
    ホログラムパターン直接形成すると共に前記半導体基板
    に反射面を設け、前記半導体レーザから発した光束を、
    前記反射面で反射させた後、前記ホログラムパターンに
    入射させるように構成したことを特徴とする光半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 前記嵌合部位が円柱状となっていること
    を特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記嵌合部位が角柱状となっていること
    を特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記ホログラム素子は、前記インサート
    成形時に射出成形によって保持体に作製されることを特
    徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
  5. 【請求項5】 半導体レーザ及び複数の光検出器を備え
    た半導体基板を準備する工程と、 この半導体基板を包み込むと共に他部品に取り付ける際
    に使用する嵌合部位が形成された保持体を透明樹脂を用
    いてインサート成形する工程と、を有する光半導体装置
    の製造方法であって、 前記保持体に、ホログラムをツーピー法によって作製す
    る工程を有していることを特徴とする光半導体装置の製
    造方法。
  6. 【請求項6】 前記ホログラムは、前記半導体レーザの
    出射光と前記ホログラムパターンまたは位置を示すマー
    キングを観察して位置合わせして形成されることを特徴
    とする請求項5に記載の光半導体装置の製造方法。
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