JP4017334B2 - 半導体レーザ装置、光ピックアップおよび半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ装置、光ピックアップおよび半導体レーザ装置の製造方法に関し、より具体的には、３ビーム法によってトラッキング制御を行う光ディスクシステムに用いられる半導体レーザ装置、光ピックアップおよび半導体レーザ装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
３ビーム法によってトラッキング制御を行う、従来の光ピックアップを図４（ａ）に示す。図４（ａ）において、半導体レーザチップ１０１は、たとえばステム１０３の搭載面１０３ａに搭載されている。上記ステム１０３には、搭載面１０３ａに略直交する直交面１０３ｂに光検出器１０２が搭載されている。半導体レーザチップ１０１から出射されたレーザビームは、回折格子１０４ａにより０次光すなわちメインビームＢ0、および±１次光すなわちサイドビームＢ1，Ｂ2に分けられる。これら３つのビームは、光ディスク１０６の情報記録面１０６ａ上に集光される。集光された３つのスポットは、図４（ｂ）に示すように、信号ピットが並んだ情報トラックの方向に対して数度（ψ）傾いた方向に沿って並んで配置される。
【０００３】
メインビームＢ0が、信号を記録した信号ピット列である情報トラックの中心にある場合、２つのサイドビームＢ1，Ｂ2は、情報トラックの中心から反対方向に同じ距離だけ離れた位置にある。すなわち、２つのサイドビームは、同じ面積だけ信号ピットにかかっている。一方、メインビームＢ0が情報トラックの中央からずれた位置にある場合、２つのサイドビームＢ1，Ｂ2の信号ピットにかかる面積が、相互に異なってくる。
【０００４】
光ディスク１０６からの反射光は、ホログラム１０４ｂ等のビームスプリット機能を有する光学素子によって光検出器１０２に入射させられる。ホログラム１０４ｂと、回折格子１０４ａとは、透明基板１０４に形成されている。この透明基板１０４は、通常、ステム１０３と一体化されている。光検出器１０２は、複数の検出素子に分けられており、たとえばサイドビームＢ1は、光検出素子１０２ｄにより、また、サイドビームＢ2は、光検出素子１０２ｅによって検出される。
【０００５】
上記の情報トラックとメインビームとの位置関係は、サイドビームを検出する光検出器１０２によって、つぎのように検出される。メインビームが情報トラックの中心に位置するときは、２つのサイドビームを検出する光検出器の信号の大きさは等しい。すなわち、光検出素子１０２ｄの信号強度Ｓｄと、光検出素子１０２ｅの信号強度Ｓｅとは等しく、Ｓｄ＝Ｓｅが成立する。これに対して、メインビームが情報トラックの中心からずれた場合、ずれる方向に応じて一方のサイドビームの信号が他方のサイドビームの信号よりも大きくなる。このサイドビームの信号強度の差（Ｓｄ−Ｓｅ）を検出し、その差がゼロになるように対物レンズ１０５の位置等を調節することにより、メインビームを情報トラックの中心に保持することができる。これが通常の３ビーム法によるトラッキング誤差制御の原理である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記３ビーム法を用いる光ピックアップでは、ビームスプリッタの特性に依存するが、光ディスクからの反射光のすべてが光検出器に入射するわけではない。一部の反射光はホログラムを直進し、図４（ａ）および図５に示すように、戻り光におけるメインビームＲ0と、戻り光におけるサイドビームＲ1，Ｒ2との３本のビームとなって、半導体レーザチップ１０１の発光点Ｘ近傍に戻ってくる。３本のビームは、互いに数度の傾きを有しているが、半導体レーザチップ１０１の端面近傍では、その間隔ｄは略７０〜１２０μｍである。ステム１０３の半導体レーザチップ搭載面１０３ａに直交する面１０３ｂに入射する戻り光のサイドビームＲ1は、当該面１０３ｂで反射されて光ディスク１０６の方に戻る。この戻ったサイドビームは、ホログラム１０４ｂで回折され、直接、光検出素子１０２ｄ，１０２ｅに入射するか、または、対物レンズ１０５の各面、光ディスク１０６の表面、情報記録面１０６ａ等で反射される。この反射されたサイドビームは、さらにホログラム１０４ｂで回折され、直接、光検出素子１０２ｄまたは１０２ｅに入射して、トラッキング制御信号を乱す。
【０００７】
このような問題を解決するために、従来、戻り光のサイドビームの一方、たとえばＲ2が、（ａ）半導体レーザチップ１０１の発光点Ｘの位置の上方を通過するように、半導体レーザチップ１０１の厚さを調整したり、（ｂ）半導体レーザチップ端面の反射率を１０％以下と低くして、光ディスクの方に多くの光量が戻らないようにしていた。また、もう一方のサイドビームＲ1については、（ａ）ステム１０３に入射させて散乱させるか、（ｂ）低反射膜を備えたサブマウント（図示せず）に入射させる構成としていた。
【０００８】
図５は、本出願人が、特開昭６２−５２７３７号において開示した、上記の構成を例示する図である。半導体レーザチップ１０１の発光点Ｘをチップ高さの中央付近、すなわちステムの搭載面１０３ａから５０μｍ程度上に位置するようにする。戻り光のサイドビームＲ2は、戻り光のメインビームＲ0と間隔ｄ＝７０〜１２０μｍ程度は離れているので、半導体レーザチップ１０１の上方を通過して、光ディスクの方に戻ることはない。一方、戻り光のサイドビームＲ1は、ステム表面１０３ｂに入射するので、ステム表面１０３ｂを粗面にして散乱するようにしておく。この粗面処理により、戻り光のサイドビームのうち、反射して光ディスクの方に戻る光量は大幅に減少する。実際に、このような半導体レーザ装置を用いて光ピックアップを構成することにより、信頼性の高いトラッキング誤差信号が得られ、安定したトラッキング制御を達成することができる。
【０００９】
しかしながら、最近、上記のような従来の方法では、戻り光のサイドビームＲ1のステムの直交面１０３ｂでの反射の影響を十分防止できない場合が生じることが判明した。このような場合を生じる原因としては次のものが考えられる。
（ａ）光ディスクに様々なタイプのものが開発されてきている。
（ｂ）トラッキング制御法として、差動プッシュプル（ＤＰＰ：Differential Push-Pull）法と呼ばれる３ビーム法類似のサイドビームを用いる制御方法が採用されるようになった。ＤＰＰ法では、３ビーム法における３本のビームの位置関係やビーム方向と光ディスクトラック方向との関係等が変形して用いられる。
（ｃ）情報の書き換えが可能な光ディスクの光ピックアップに、半導体レーザチップの端面での光出力が５０ｍＷ以上という大出力レーザを用いるようになってきた。
【００１０】
これらの要因のために、ステムの直交面１０３ｂでの反射率をより低くする必要が生じてきた。ステムの直交面１０３ｂでの反射率を低くするために、粗面にする以外の方法としては、次の方法が知られている。
（ａ）戻り光のサイドビームＲ1が入射する部分のステムの直交面１０３ｂを傾ける方法（特開昭６１−２５０８４４号）。
（ｂ）半導体レーザチップにおける発光点を搭載面１０３ａから上方に遠ざけ、半導体レーザチップの端面の搭載面に近い側に低反射材料を塗布する（特開昭６２−１８０８０号公報）。
【００１１】
これらの方法を用いることにより、戻り光のサイドビームに対する反射率を十分低減することができる。
【００１２】
しかしながら、上記の各方法には大きな問題が付随する。たとえば、ステムの直交面１０３ｂを傾ける方法（特開昭６１−２５０８４４号）では、そのようなステムの製造方法は難しく、製造が困難になってしまうという問題を生じる。また、半導体レーザチップの端面の搭載面に近い側に低反射材料を塗布する（特開昭６２−１８０８０号公報）にしても、このような半導体レーザ装置の製造工程が複雑になり、製造コストが上昇するという問題を生じる。
【００１３】
本発明は、製造が容易で戻り光のサイドビームの反射を問題ないレベルにまで低下した半導体レーザ装置、光ピックアップおよび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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体レーザ装置は、半導体レーザチップを搭載したステムを有する半導体レーザ装置である。ステムは、半導体レーザチップを搭載する搭載面と、該半導体レーザチップからレーザ光が出射される側であるレーザ光被照射物側に面する、搭載面に交差する交差面とを有し、交差面には、当該交差面に向かうレーザ光のうち当該交差面で反射してレーザ光被照射物側に向かう光量の割合が減るように、前記レーザ光に対する反射率を当該交差面の反射率よりも低下させる反射率低減材料が塗布されている。そして、その反射率低減材料が導電性ダイボンドペーストであり、導電性ダイボンドペーストは、エポキシ樹脂中に銀を含んでおり、その導電性ダイボンドペーストが硬化されている。
【００１５】
この構成により、銀ペーストは硬化されているため、戻り光のサイドビームのうちステムに入射するビームに対する反射率を、図３に示すように、低くすることができる。このため、高出力半導体レーザチップを、情報書き換え形式または新形式の光ディスクシステムの光源に用い、３ビーム法またはそれに類似のＤＰＰ等のトラッキング誤差制御システムを採用しても、信頼性の高いトラッキング誤差信号を得ることができる。また、上記の反射率を低くするための材料は、半導体レーザチップをステムのダイボンドする導電性ダイボンドペーストであるため、半導体レーザチップを搭載する面に付着しても問題がなく、半導体レーザ装置の製造が容易になる。なお、上記のレーザ光被照射物は、光ディスク等をさす。
【００１６】
上記本発明の半導体レーザ装置では、反射率低減材料は、交差面に向かってくるレーザ光を、散乱および／または吸収するものである。
【００１７】
レーザ光を散乱および／または吸収することにより、交差面で反射して光ディスクの方向に戻る光量を減らすことができる。このため、高出力半導体レーザチップを用いて、書き換え用や新形式の光ディスクシステムにおける３ビーム法やそれに類似のＤＰＰ法のトラッキング制御を行っても、実質的にトラッキング誤差信号が乱されることがなくなる。
【００１８】
本発明の半導体レーザ装置は、半導体レーザチップを搭載したステムを有する半導体レーザ装置であって、ステムは、半導体レーザチップを搭載する搭載面と、該半導体レーザチップからレーザ光が出射される側であるレーザ光被照射物側に面する、搭載面に交差する交差面とを有する。また、交差面には、当該交差面に向かうレーザ光のうち当該交差面で反射してレーザ光被照射物側に向かう光量が減るように、レーザ光に対する反射率を当該交差面の反射率よりも低下させる反射率低減材料が塗布されている。そして、その反射率低減材料は、搭載面に連続して塗布されており、当該搭載面に塗布された反射率低減材料の部分は、半導体レーザチップをステムにダイボンドするための導電性接合材料として用いられている。そして、反射率低減材料は、エポキシ樹脂中に銀を含んでおり、反射率低減材料が硬化されている。この構成により、銀ペーストは硬化されているため、戻り光のサイドビームのうちステムに入射するビームに対する反射率を、図３に示すように、低くすることができる。
【００１９】
上記のように反射率を低下させる材料がダイボンド材料のような接着剤である場合、半導体レーザチップをダイボンドする搭載面から交差部を経て連続して交差面にまで塗布することができる。たとえば、銀ペーストが上記反射率を低下させる材料である場合、銀ペーストを用いてダイボンドすることができる。このとき、銀ペーストを、ダイボンド部から交差面にもゆきわたるようにしておけば、反射率を低下させるためにステムの交差面３ｂに塗布された銀ペースト７連続化される。この銀ペーストの連続化により、半導体レーザチップ端面の下部を含めて銀ペーストで覆うことが可能になり、戻り光のサイドビームの照射位置が多少変動しても、散乱効果は失われず、したがって反射率が大きくなることはない。また、この場合、搭載面に銀ペーストが付着しても、銀ペースト自体が導電性を有するので、電気特性にはほとんど悪影響を及ぼすことはない。これは、半導体レーザチップのダイボンドに銀ペーストを用いる大きな利点となる。
【００２０】
上記本発明の半導体レーザ装置では、搭載面と交差面との交差部には、たとえば、Ｒ面取りが施されており、反射率低減材料はＲ面取りがされた領域に隣接する領域に塗布されているようにできる。
【００２１】
アールがついている部分に当たった戻り光のサイドビームは、レーザ光被照射物側に戻されず、その方向から大きく外れた方向に反射されるので、上記の材料を塗布する必要はない。必要最小限の部分に塗布することにより、半導体レーザチップの端面の発光点を塗布する危険性を減らすことができる。
【００２２】
上記本発明の半導体レーザ装置では、いずれの半導体レーザ装置においても上記の反射率低減材料は、たとえば、導電性ダイボンドペーストとすることができる。
【００２３】
上記の反射率を低くするための材料は、半導体レーザチップをステムのダイボンドする導電性ダイボンドペーストであるため、半導体レーザチップを搭載する面に付着しても問題がなく、半導体レーザ装置の製造が容易になる。
【００２４】
上記本発明の半導体レーザ装置では、導電性ダイボンドペーストは、たとえば、エポキシ樹脂と、銀とを含むことができる。
【００２５】
上記の反射率を低くするための導電性ダイボンドペーストは、銀をエポキシ樹脂に充填した銀ペーストである。この銀は、針状結晶およびフレーク状結晶のうちの少なくとも１種類の形状を有していると考えられ、散乱を促進し、レーザ光被照射物側に戻る反射を抑制する。このため、反射率を十分低くすることができる。
【００２６】
上記本発明の参考例として挙げられ、本発明の範囲外の半導体レーザ装置では、上記の反射率低減材料は、たとえば、エポキシ樹脂およびＵＶ樹脂のうちの少なくとも１種類と、シリカおよびカーボン粉末のうちの少なくとも１種類とを含んでもよい。
【００２７】
上記の材料を用いることにより、レーザ光に対する吸収を高くすることができるとともに、半導体レーザ装置の製造、使用過程において高温にさらされても、ステムとの密着性がよく、反射率が高くなることがない。なお、ＵＶ樹脂は、紫外光に硬化性を有する樹脂をさす。
【００２８】
上記本発明の光ピックアップは、半導体レーザチップを搭載した半導体レーザ装置と、半導体レーザチップを出射したレーザビームを回折する回折格子と、回折されたレーザビームを部分的にスプリットするビームスプリッタと、ビームスプリッタによってスプリットされたレーザビームの強度を検出する光検出器とを備え、半導体レーザ装置に上記のいずれかに記載の半導体レーザ装置を用いている。
【００２９】
光ピックアップに上記のいずれかの半導体レーザ装置を用いることにより、ステムの交差面に向かってくる光に対する反射率を低くすることができるので、高出力半導体レーザチップを用いても、信頼性の高いトラッキング誤差信号を得ることができる。
【００３０】
上記本発明の光ピックアップでは、半導体レーザチップから出射されたレーザビームが回折格子によりメインビームと２本のサイドビームとの３本の主要なビームに分けられ、これら３本のビームが光ディスクに照射・反射され、たとえば、３本のビームのうちの少なくとも２本のビームがビームスプリッタによって部分的にスプリットされ、その２本のスプリットビームについて、光検出器からスプリットビーム検出出力を得ることにより、光ディスクに照射されたメインビームのトラッキング状態に応じたトラッキング誤差信号を得る。
【００３１】
上記の構成により、３ビーム法またはそれに類似のサイドビームを用いるＤＰＰ等のトラッキング誤差制御システムを用いた光ピックアップにおいて、高出力半導体レーザチップを用いても、信頼性の高いトラッキング誤差信号を得ることができる。すなわち、高出力半導体レーザチップを用いても、情報書き換え用光ディスクシステムおよび新形式の光ディスクシステムのいかんによらず、これら光ディスクシステムに使用して、信頼性の高いトラッキング誤差信号を得ることができる。
【００３２】
本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、半導体レーザチップを搭載すたステムを有する半導体レーザ装置の製造方法である。この製造方法は、半導体レーザチップを搭載する搭載面と、半導体レーザチップがレーザビームを出射する側に面し、搭載面に交差する交差面とを有するステムを準備する工程と、交差面に向かうレーザ光のうち当該交差面で反射してレーザ光被照射物側に向かう光量の割合が減るように、前記交差面のレーザ光に対する反射率を低下させるため、エポキシ樹脂中に銀を含んだペーストである導電性ダイボンドペーストを、交差面と搭載面とに連続して塗布する工程と、搭載面の導電性ダイボンドペーストに半導体レーザチップをダイボンドすることにより、搭載面に半導体レーザチップを搭載する工程とを備え、上記の搭載する工程は、導電性ダイボンドペーストを硬化する工程を含む。
【００３３】
上記の製造方法により、高出力半導体レーザチップを用いて書き換え用や新規のタイプの光ディスクシステムの３ビーム法やＤＰＰ法のトラッキング制御を行っても、信頼性の高いトラッキング誤差信号を得る半導体レーザ装置を得ることができる。この半導体レーザ装置は、上記の構造の中に組み込まれて安定したトラッキング制御を行うことができる。上記のように反射率を低下させる材料がダイボンド材料のような接着剤である場合、半導体レーザチップをダイボンドする搭載面から交差部を経て連続して交差面にまで塗布することができ、導電性ペーストすなわち銀ペーストは、硬化されているので、上記のような反射率を低下させる。また銀ペーストを用いてダイボンドすることができる。銀ペーストを、ダイボンド部から交差面にもゆきわたるようにしておけば、ステムの交差面に塗布された銀ペーストは連続化され、反射率を低下させる。この銀ペーストの連続化により、半導体レーザチップ端面の下部を含めて銀ペーストで覆うことが可能になり、戻り光のサイドビームの照射位置が多少変動しても、散乱効果は失われず、したがって反射率が大きくなることはない。また、この場合、搭載面に銀ペーストが付着しても、銀ペースト自体が導電性を有するので、電気特性にはほとんど悪影響を及ぼすことはない。これは、半導体レーザチップのダイボンドに銀ペーストを用いる大きな利点となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
次に図を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ピックアップ３０を示す。半導体レーザ装置は、半導体レーザチップ１を搭載したステム３を有し、このステム３には、さらに光検出部２が備えられている。このステム３の上方には、回折格子４ａと、ホログラム４ｂとを有する透明基板４が配置され、さらにその上方に光ディスクが位置している。
【００３６】
半導体レーザチップ１から出射されたレーザビームは、透明基板４に設けられた回折格子４ａによって、メインビームＢ0とその両側の２本のサイドビームＢ1，Ｂ2に分けられる。これら３本のビームは、光ディスク６の情報記録面６ａ上に集光される。集光された３つのスポットは、信号ピットが並んだ情報トラックに対して数度（ψ）傾いた方向に沿って配置されている。このため、メインビームＢ0が信号を記録した情報トラックの中心にある場合、２つのサイドビームＢ1，Ｂ2は、情報トラックの中心から反対方向に同じ距離だけ離れた位置にある。一方、メインビームＢ0が情報トラックの中心からずれた場合、２つのサイドビームＢ1，Ｂ2は情報トラックにかかる面積が異なってくる。
【００３７】
光ディスクからの反射光は、ホログラム４ｂ等のビームスプリット機能を有する光学素子によって光検出器２に入射させられる。透明基板４には、回折格子４ａと、ホログラム４ｂとが設けられており、通常、ステム３と一体化されている。光検出器２は、複数の検出素子に分けられており、たとえば、サイドビームＢ1は光検出素子２ｄにより、サイドビームＢ2は光検出素子２ｅによって検出される。これらの各光学素子を用いて、通常の３ビーム法によるトラッキング誤差制御を行う。
【００３８】
上記の３本のレーザビームは部分的に、ビームスプリッタであるホログラム４ｂを直進し、ステムの交差面３ｂに向かう。本発明における最大の特徴は、ステムの交差面３ｂに反射率を低下させる材料である銀ペースト７が塗布されていることである。
【００３９】
次に、図２（ａ）に、上記光ピックアップに用いられている半導体レーザ装置の主要部を示す。この半導体レーザ装置のステム３の搭載面３ａと交差面３ｂとが交差する部分には、図２（ａ）に示すように、Ｒ面取りが施されている。この半導体レーザ装置を製造するには、まず、ステムの交差面３ｂのうち、Ｒ面取りがされている部分に隣接する交差面３ｂに、反射率低減材料である銀ペースト７を塗布し、次いで温度を上げて硬化させる。次いで、半導体レーザチップ１をステムの搭載面３ａに搭載する。ダイボンド時の熱による応力を避けるために、ステム３と半導体レーザチップ１とを接合する接合材料として、インジウム等の柔軟な金属８を用いることができる。インジウムは熱伝導が良いので、より高出力の半導体レーザチップを用いることが可能となる。
【００４０】
半導体レーザチップ１は、銀ペーストを用いてダイボンドすることもできる。銀ペーストを用いてダイボンドする場合、ダイボンド用銀ペースト１８が、交差面３ｂの方にもゆきわたるようにしておけば、図２（ｂ）に示すように、反射率を低下させるためにステムの交差面３ｂに塗布された銀ペースト７と連続化される。すなわち、Ｒ面取りがされている領域を含んで、連続して交差面３ｂと搭載面３ａとに銀ペーストが塗布される。この銀ペーストの連続化により、半導体レーザチップ端面の下部を含めて銀ペーストで覆うことが可能になり、戻り光のサイドビームＲ1の照射位置が多少変動しても、散乱効果は失われず、したがって反射率が大きくなることはない。また、この場合、搭載面３ａに銀ペーストが付着しても、銀ペースト自体が導電性を有するので、電気特性にはほとんど悪影響を及ぼすことはない。これは、半導体レーザチップ１のダイボンドに銀ペーストを用いる大きな利点である。
【００４１】
ステム３は金属製であるため、ステムに半導体レーザチップ１を直接ダイボンドする場合には、熱的、機械的に安定な金スズ合金等の硬いろう材を用いることはできない。シリコンや炭化ケイ素(SiC)等のサブマウントを用いる場合には、半導体レーザチップ１をサブマウントにダイボンドするのに、上記のような硬いろう材を用いても問題はない。この場合には、散乱性を高め、反射率を低下させる銀ペースト７は、サブマウントに塗布すればよいことは言うまでもない。
【００４２】
本発明の半導体レーザ装置の他の作製方法として、最初に、半導体レーザチップ１を搭載し、次いで、散乱性を高める銀ペースト７を塗布する方法もある。この作製方法では、半導体レーザチップ１を先に搭載してあるので、銀ペースト７が半導体レーザチップ１の発光点Ｘに付着しないように注意する必要がある。半導体レーザチップ１の端面に銀ペーストが付着しても、発光点Ｘにかからなければ問題はない。すなわち、銀ペーストが半導体レーザチップ端面に付着しても、半導体レーザチップの端面には絶縁膜がコーティングされているので、半導体レーザチップ１のｐ型不純物層とｎ型不純物層とが電気的に短絡する問題は生じない。
【００４３】
また、発光点Ｘを搭載面３ａから十分離しておけば、銀ペーストが発光点Ｘに付着しないようにするのに、それほど注意が必要なわけではない。たとえば、特開昭６２−５２７３７号公報に開示された従来の半導体レーザ装置と同様に、発光点を搭載面３ａから３０μｍ以上高くしておけばよい。
【００４４】
上記の半導体レーザ装置、または光ピックアップを用いることにより、高出力半導体レーザチップを用いても、ステム交差面で反射して光ディスクの方に向かう光量を減らすことができ、３ビーム法等によるトラッキング誤差制御を安定して行うことができる。このような安定したトラッキング誤差制御は、書き換え用光ディスクや新形式の光ディスクによらず、３ビーム法またはこれに類似のＤＰＰ等のトラッキング誤差制御を行うかぎり、確保することができる。
【００４５】
（実施の形態１に対する予備試験）
上記の本発明の実施の形態１の要件を確定するにいたった予備検討の実験について説明する。本発明者らは、まず、戻り光のサイドビームがどこに戻ってくるか調査を行った。戻り光のサイドビームのうち、Ｒ2は従来と同様に、半導体レーザチップ１の上方を通過するので、光ディスクの方に戻ることはない。一方、Ｒ1は、ステムの交差面３ｂに当たる。ステムの搭載面３ａと交差面３ｂとの交線付近は、アールを有し滑らかな面となっている。このアールの付いた交差面付近にサイドビームＲ1が当たる場合、一部は上方へ反射されて光ディスクの方へは戻らないので、反射率は実質的に問題ないレベルにまで低下することが分った。
【００４６】
戻り光のメインビームＲ0は、半導体レーザチップの発光点Ｘに戻ってくる。発光点Ｘの搭載面３ａからの距離（高さ）は、５５μｍを中心に１０μｍ程度の誤差を有する。一方、上記搭載面３ａと交差面３ｂとの交線付近のアールの曲率半径は、３０〜６０μｍ程度であり、平均的には、４５μｍ程度の値を有する。また、メインビームＲ0とサイドビームＲ1との距離は、６０〜１２０μｍ程度なので、サイドビームＲ1が交差面３ｂのアールがついた領域に照射される可能性はかなり高いことが判明した。
【００４７】
次に、レーザ光に対するステムの交差面３ｂの反射率を実際に測定したところ、図３に、比較例として示す結果が得られた。この結果によれば、反射率は２０〜４５％、標準で３５％程度あることが分った。すなわち、半導体レーザチップ端面にとくにコーティング等を行っていない場合の反射率３２％と同等か、それより大きい反射率となっている。
【００４８】
ステムの交差面３ｂの反射率を低減する方法として、まず、光をより一層散乱させる方法を検討した。その結果、光を散乱させる材料として、エポキシ樹脂に銀フィラーを入れた導電性ダイボンドペースト、すなわち銀ペーストが良好な特性を有することが分った。図３に示すように、銀ペーストを塗布した場合には、反射率は７〜２０％の範囲内に入り、分布のおよその中心は略１４％となり、とくにコーティングを施していない半導体レーザチップ端面の反射率よりも低い反射率が得られる。
【００４９】
上記のように、反射率が高いと思われる銀をフィラーとする導電性ペーストの反射率が低くなるのは、銀ペーストに用いる銀フィラーは針状結晶またはフレーク状結晶であるためである。針状結晶やフレーク状結晶の向きがランダムであるため、レーザビームに対する散乱効果が大きく、反射率が小さくなる。
【００５０】
上記の予備検討の結果を用いて、上記本発明を完成させることができた。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、ステムの交差面３ｂの反射率を低くする方法として、レーザビームを吸収させる方法を用いる。このために、実施の形態１に用いた銀ペーストの代わりに、フィラーを入れて黒化した樹脂を塗布する。この場合も、ステムの交差面３ｂの反射率は、端面にコーティングをしていない半導体レーザチップ端面の反射率よりも低い値が得られる。
【００５１】
用いる樹脂としては、ステムとの密着性のよい熱硬化性のエポキシ樹脂、または紫外光によって硬化するＵＶ樹脂が好ましい。これらの樹脂は、熱サイクルを受けても剥離しにくい特性を有する。半導体レーザチップをステムに搭載するときに、２００〜３００℃に加熱する工程があることや、搭載後にも試験のために加熱する工程が設けられることが多いので、上記の樹脂を用いることにより、剥離が生じにくくなる。
【００５２】
樹脂に充填するフィラーとしては、シリカまたはカーボンを用いる。これらの材料は、フィラーの充填する割合を高くすると、反射率を低減することができる。しかし、充填率を高くしすぎると、密着性が悪くなり剥離しやすくなるので、剥離しない範囲内で充填量をできるだけ高くすることが望ましい。
【００５３】
なお、上記のように、反射率低減材としてフィラーを充填したエポキシ樹脂やＵＶ樹脂を用いた場合、図２（ａ）のように、交差面３ｂにのみ塗布する用い方が望ましい。図２（ｂ）のように、Ｒ面取りがされた交差部を含んで搭載面３ａにまで連続して拡張してもよいが、半導体レーザチップの接着性が銀ペーストほど良くなく、熱伝導度も銀ペーストほど高くない。このため、銀ペーストの場合ほどよい結果を得ることはできない。しかしながら、主に吸収によって反射率を低減する材料であっても、その材料が接着性や熱伝導性に優れている場合には、その反射率低減材料を交差部を含んで搭載面と交差面とに連続化して配置することが望ましい。すなわち、交差面３ｂおよび交差部とその付近では反射率低減材料として用い、搭載面３ａでは半導体レーザチップをダイボンドするための接合材料として用いることが望ましい。
【００５４】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００５５】
【発明の効果】
本発明を用いることにより、ステムの交差面から光ディスク側に反射される光量が減少するので、トラッキング誤差信号が乱されることがなく、安定したトラッキング誤差制御を遂行することができる。このため、高出力の半導体レーザチップを用いて、書き換え用や他形式の光ディスクシステムにおける３ビーム法や３ビーム法類似のＤＰＰ法等によるトラッキング誤差制御を安定して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１における光ピックアップを示す図である。
【図２】 図１における光ピックアップに用いられている本発明の半導体レーザ装置の主要部を示す図である。（ａ）は、交差面に銀ペーストを塗布した場合の図であり、（ｂ）は、交差面と、半導体レーザチップのダイボンドとに銀ペーストを用いて両方の銀ペーストを連続させるようにした場合の図である。
【図３】 予備試験において、銀ペーストを塗布した場合に反射率が半導体レーザチップ端面の反射率より低下することを示す図である。
【図４】 （ａ）は、従来の光ピックアップを示す図である。（ｂ）は情報トラックと３本のビームのスポットの並びを示す図である。
【図５】 従来の光ピックアップにおいて、戻り光の３本のビームの戻り位置を示す図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザチップ、２ 光検出部、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ 光検出素子、３ ステム、３ａ 搭載面、３ｂ 交差面、４ 透明基板、４ａ 回折格子、４ｂ ホログラム（ビームスプリッタ）、５ 集光レンズ、６ 光ディスク、６ａ トラック、７ 銀ペースト（反射率低減材）、８ ダイボンド接着材、１８ 導電性ダイボンド銀ペースト、３０ 光ピックアップ、Ｂ0 メインビーム、Ｂ1，Ｂ2 サイドビーム、Ｒ0 戻り光におけるメインビーム、Ｒ1，Ｒ2 戻り光におけるサイドビーム。

Claims (7)

1. 半導体レーザチップを搭載したステムを有する半導体レーザ装置であって、
   前記ステムは、前記半導体レーザチップを搭載する搭載面と、該半導体レーザチップからレーザ光が出射される側であるレーザ光被照射物側に面する、前記搭載面に交差する交差面とを有し、
   前記交差面には、当該交差面に向かう前記レーザ光のうち当該交差面で反射して前記レーザ光被照射物側に向かう光量が減るように、前記レーザ光に対する反射率を当該交差面の反射率よりも低下させる反射率低減材料が塗布されており、
   前記反射率低減材料が導電性ダイボンドペーストであり、
   前記導電性ダイボンドペーストは、エポキシ樹脂中に銀を含んでおり、前記導電性ダイボンドペーストが硬化されている、半導体レーザ装置。
2. 半導体レーザチップを搭載したステムを有する半導体レーザ装置であって、
   前記ステムは、前記半導体レーザチップを搭載する搭載面と、該半導体レーザチップからレーザ光が出射される側であるレーザ光被照射物側に面する、前記搭載面に交差する交差面とを有し、
   前記交差面には、当該交差面に向かう前記レーザ光のうち当該交差面で反射して前記レーザ光被照射物側に向かう光量が減るように、前記レーザ光に対する反射率を当該交差面の反射率よりも低下させる反射率低減材料が塗布されており、
   前記反射率低減材料は、前記搭載面に連続して塗布されており、当該搭載面に塗布された前記反射率低減材料の部分は、前記半導体レーザチップを前記ステムにダイボンドするための導電性接合材料として用いられており、
   前記反射率低減材料は、エポキシ樹脂中に銀を含んでおり、前記反射率低減材料が硬化されている、半導体レーザ装置。
3. 前記搭載面と交差面との交差部にはＲ面取りが施されており、前記材料はＲ面取りがされた領域に隣接する領域に塗布されている、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
4. 前記反射率低減材料は、エポキシ樹脂と、銀とを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
5. 半導体レーザチップを搭載した半導体レーザ装置と、前記半導体レーザチップを出射したレーザビームを回折する回折格子と、前記回折されたレーザビームを部分的にスプリットするビームスプリッタと、前記ビームスプリッタによってスプリットされたレーザビームの強度を検出する光検出器とを備え、前記半導体レーザ装置に請求項１〜４のいずれかに記載の半導体レーザ装置を用いた光ピックアップ。
6. 前記半導体レーザチップから出射されたレーザビームが前記回折格子によりメインビームと２本のサイドビームとの３本の主要なビームに分けられ、これら３本のビームが光ディスクに照射・反射され、前記３本のビームのうちの少なくとも２本のビームが前記ビームスプリッタによって部分的にスプリットされ、そのスプリットされた２本のスプリットビームについて、前記光検出器からスプリットビーム検出出力を得ることにより、前記光ディスクに照射された前記メインビームのトラッキング状態に応じたトラッキング誤差信号を得る、請求項５に記載の光ピックアップ。
7. 半導体レーザチップを搭載したステムを有する半導体レーザ装置の製造方法であって、
   半導体レーザチップを搭載する搭載面と、前記半導体レーザチップがレーザビームを出射する側に面し、前記搭載面に交差する交差面とを有するステムを準備する工程と、
   前記交差面に向かう前記レーザ光のうち当該交差面で反射してレーザ光被照射物側に向かう光量の割合が減るように、前記交差面のレーザ光に対する反射率を低下させるため、エポキシ樹脂中に銀を含んだペーストである導電性ダイボンドペーストを、前記交差面と前記搭載面とに連続して塗布する工程と、
   前記搭載面の導電性ダイボンドペーストに前記半導体レーザチップをダイボンドすることにより、前記搭載面に前記半導体レーザチップを搭載する工程とを備え、
   前記搭載する工程は、前記導電性ダイボンドペーストを硬化する工程を含む、半導体レーザ装置の製造方法。

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