JPH06209138A - 光素子およびその製造方法およびその実装方法 - Google Patents
光素子およびその製造方法およびその実装方法Info
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- JPH06209138A JPH06209138A JP50A JP192793A JPH06209138A JP H06209138 A JPH06209138 A JP H06209138A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 192793 A JP192793 A JP 192793A JP H06209138 A JPH06209138 A JP H06209138A
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- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ光を対物レンズを介して光記録媒体に
照射し、この光記録媒体で反射された反射光を周期回折
格子領域からなる回折手段と非点収差発生手段をもつ光
学系を用いて光検出器で受光するように構成された光素
子において、発光特性のよい半導体レーザと光検出器を
正確な位置に簡便に実装し、特性のよい光素子を簡便に
高歩留まりに製造する方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 同一基板内にレーザ発振特性のよい面発光型
半導体レーザとその面発光型半導体レーザと同一構造を
もった光検出器をフォトリソグラフィー精度で所定の位
置に正確に形成し、実装した光素子及びその製造方法及
びその実装方法。
照射し、この光記録媒体で反射された反射光を周期回折
格子領域からなる回折手段と非点収差発生手段をもつ光
学系を用いて光検出器で受光するように構成された光素
子において、発光特性のよい半導体レーザと光検出器を
正確な位置に簡便に実装し、特性のよい光素子を簡便に
高歩留まりに製造する方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 同一基板内にレーザ発振特性のよい面発光型
半導体レーザとその面発光型半導体レーザと同一構造を
もった光検出器をフォトリソグラフィー精度で所定の位
置に正確に形成し、実装した光素子及びその製造方法及
びその実装方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光を用いて情報を記
録、再生する光記録の分野において、光ピックアップを
構成する光素子およびその製造方法およびその実装方法
に関する。
録、再生する光記録の分野において、光ピックアップを
構成する光素子およびその製造方法およびその実装方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザから光ビームを記録媒体に
入射させ、記録媒体からの反射ビームを光検出器に導い
て記録媒体に記録された情報の読み取り、また書き込み
を行う光ピックアップを構成する光素子の一例として、
特開昭６２−９２２４２号公報に記載されたものがあ
る。
入射させ、記録媒体からの反射ビームを光検出器に導い
て記録媒体に記録された情報の読み取り、また書き込み
を行う光ピックアップを構成する光素子の一例として、
特開昭６２−９２２４２号公報に記載されたものがあ
る。
【０００３】図１２は、この公報に記載された光素子の
構成を示す図である。前記公報では、光素子の (910)パ
ッケージに (901)半導体レーザと (903)４つの光検出器
を各々実装している。 (901)半導体レーザから出射され
たレーザ光は、 (906)回折格子および (905)集束レンズ
を通過して、記録媒体である (902)ディスクの表面に集
光する。レーザ光は (902)ディスク表面で反射し、再び
(905)集束レンズ、 (906)回折格子を通過して (910)パ
ッケージ側に戻ってくる。その際、反射光を (906)回折
格子で４方向に回折し、各々の回折光の強度を独立の
(903)光検出器で検出し、この検出信号に基づいて、情
報読み取り信号、情報書き込み信号、トラッキングエラ
ー信号、フォーカスエラー信号などを形成している。
構成を示す図である。前記公報では、光素子の (910)パ
ッケージに (901)半導体レーザと (903)４つの光検出器
を各々実装している。 (901)半導体レーザから出射され
たレーザ光は、 (906)回折格子および (905)集束レンズ
を通過して、記録媒体である (902)ディスクの表面に集
光する。レーザ光は (902)ディスク表面で反射し、再び
(905)集束レンズ、 (906)回折格子を通過して (910)パ
ッケージ側に戻ってくる。その際、反射光を (906)回折
格子で４方向に回折し、各々の回折光の強度を独立の
(903)光検出器で検出し、この検出信号に基づいて、情
報読み取り信号、情報書き込み信号、トラッキングエラ
ー信号、フォーカスエラー信号などを形成している。
【０００４】これらの信号は非常に微弱であり、また周
波数の高い信号であるため、ノイズに弱い。従って、検
出信号をできる限り大きくするために、回折光と光検出
器の位置を十分に合わせる必要がある。
波数の高い信号であるため、ノイズに弱い。従って、検
出信号をできる限り大きくするために、回折光と光検出
器の位置を十分に合わせる必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、発光源となる半導体レーザが形成されている基板と
光検出器が形成されている基板が別であるため、各々個
々に実装しなければならない。回折光と光検出器の位置
を十分に合わせるためには、半導体レーザと光検出器の
位置を１０μｍ以下の誤差精度でパッケージの指定位置
に合わせなければならないが、両方とも実装誤差が出る
ので、非常に困難な実装となる。
は、発光源となる半導体レーザが形成されている基板と
光検出器が形成されている基板が別であるため、各々個
々に実装しなければならない。回折光と光検出器の位置
を十分に合わせるためには、半導体レーザと光検出器の
位置を１０μｍ以下の誤差精度でパッケージの指定位置
に合わせなければならないが、両方とも実装誤差が出る
ので、非常に困難な実装となる。
【０００６】また、これを解決する方法として、半導体
レーザを実装後レーザ光を出射させ、この光源を基準に
して、光検出器を実装する方法があるが、実装装置が複
雑になり、また半導体レーザ実装時の誤差は残り、光素
子製造コストの増大につながる。
レーザを実装後レーザ光を出射させ、この光源を基準に
して、光検出器を実装する方法があるが、実装装置が複
雑になり、また半導体レーザ実装時の誤差は残り、光素
子製造コストの増大につながる。
【０００７】以上のように、従来の技術による光素子
は、作製が難しく、歩留まりが低く、製造コストがかか
るといった問題があった。
は、作製が難しく、歩留まりが低く、製造コストがかか
るといった問題があった。
【０００８】また、従来の光素子に実装された半導体レ
ーザは楕円状のレーザビーム形状をしているため、その
ままではディスク上で集光しにくく、レーザビーム形状
を円形状にする光学系を別に用意しなければならない。
ーザは楕円状のレーザビーム形状をしているため、その
ままではディスク上で集光しにくく、レーザビーム形状
を円形状にする光学系を別に用意しなければならない。
【０００９】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るものであり、その目的とするところは、高性能かつ信
頼性の高い光素子を簡便な工程で歩留まりよく提供する
ものである。
るものであり、その目的とするところは、高性能かつ信
頼性の高い光素子を簡便な工程で歩留まりよく提供する
ものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するため、本発明の光素子はレーザ光源から出射された
レーザ光を対物レンズを介して光記録媒体に照射し、こ
の光記録媒体で反射された反射光を周期回折格子領域か
らなる回折手段と非点収差発生手段をもつ光学系を用い
て光検出器で受光するように構成された光素子におい
て、前記レーザ光源には、基板に垂直な方向に光を出射
する面発光型半導体レーザとし、該面発光型半導体レー
ザと前記光検出器は同一基板内に形成することを特徴と
する。
するため、本発明の光素子はレーザ光源から出射された
レーザ光を対物レンズを介して光記録媒体に照射し、こ
の光記録媒体で反射された反射光を周期回折格子領域か
らなる回折手段と非点収差発生手段をもつ光学系を用い
て光検出器で受光するように構成された光素子におい
て、前記レーザ光源には、基板に垂直な方向に光を出射
する面発光型半導体レーザとし、該面発光型半導体レー
ザと前記光検出器は同一基板内に形成することを特徴と
する。
【００１１】また、前記面発光型半導体レーザは、基板
に垂直な方向に光を出射するように当該半導体基板に垂
直な方向に形成された共振器を有し、該共振器を形成す
る半導体層の少なくとも一層が柱状に形成されているこ
とを特徴とする。
に垂直な方向に光を出射するように当該半導体基板に垂
直な方向に形成された共振器を有し、該共振器を形成す
る半導体層の少なくとも一層が柱状に形成されているこ
とを特徴とする。
【００１２】また、前記光検出器は前記面発光半導体レ
ーザの共振器と同一の構造であることが望ましい。
ーザの共振器と同一の構造であることが望ましい。
【００１３】さらに、同一基板内に形成する前記面発光
半導体レーザと前記光検出器の間はＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体エピタキシャル層で埋め込まれていることを特徴
とする。
半導体レーザと前記光検出器の間はＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体エピタキシャル層で埋め込まれていることを特徴
とする。
【００１４】基板に垂直な方向に光を出射する面発光型
半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レンズを介
して光記録媒体に照射し、この光記録媒体で反射された
反射光を周期回折格子領域からなる回折手段と非点収差
発生手段をもつ光学系を用いて光検出器で受光するよう
に構成された光素子において、前記光検出器は前記面発
光半導体レーザと同一基板内に、前記回折手段の０次回
折光の光軸を中心として放射状に長軸方向が配置される
ように帯状に形成することを特徴とする。
半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レンズを介
して光記録媒体に照射し、この光記録媒体で反射された
反射光を周期回折格子領域からなる回折手段と非点収差
発生手段をもつ光学系を用いて光検出器で受光するよう
に構成された光素子において、前記光検出器は前記面発
光半導体レーザと同一基板内に、前記回折手段の０次回
折光の光軸を中心として放射状に長軸方向が配置される
ように帯状に形成することを特徴とする。
【００１５】また、本発明の光素子の製造方法は、基板
に垂直な方向に光を出射する面発光型半導体レーザから
出射されたレーザ光を対物レンズを介して光記録媒体に
照射し、この光記録媒体で反射された反射光を周期回折
格子領域からなる回折手段と非点収差発生手段をもつ光
学系を用いて該面発光半導体レーザと同一基板内に形成
された光検出器で受光するように構成された光素子の製
造方法において、半導体もしくは誘電体からなる基板上
に、光共振器を構成する一対の反射ミラーおよびそれら
の間の少なくとも１層の半導体層を形成する際にエピタ
キシャル成長技術を用いる工程と、前記半導体層上にマ
スクを形成し、前記半導体層の少なくとも一層を前記マ
スクを用いてエッチングして、一本または複数本の柱状
に形成する工程と、前記柱状の半導体層の周囲にＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体をエピタキシャル成長させて埋め込
み層を形成する工程と、を含み、光検出器とする前記柱
状の半導体層の表面の一部には電極を形成し、残りは表
面を露出もしくは誘電体層で覆う工程を特徴とする。
に垂直な方向に光を出射する面発光型半導体レーザから
出射されたレーザ光を対物レンズを介して光記録媒体に
照射し、この光記録媒体で反射された反射光を周期回折
格子領域からなる回折手段と非点収差発生手段をもつ光
学系を用いて該面発光半導体レーザと同一基板内に形成
された光検出器で受光するように構成された光素子の製
造方法において、半導体もしくは誘電体からなる基板上
に、光共振器を構成する一対の反射ミラーおよびそれら
の間の少なくとも１層の半導体層を形成する際にエピタ
キシャル成長技術を用いる工程と、前記半導体層上にマ
スクを形成し、前記半導体層の少なくとも一層を前記マ
スクを用いてエッチングして、一本または複数本の柱状
に形成する工程と、前記柱状の半導体層の周囲にＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体をエピタキシャル成長させて埋め込
み層を形成する工程と、を含み、光検出器とする前記柱
状の半導体層の表面の一部には電極を形成し、残りは表
面を露出もしくは誘電体層で覆う工程を特徴とする。
【００１６】前記柱状の半導体層の周囲にＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層を、ＩＩ族有機金属化合物およびＶＩ族
有機金属化合物からなる付加体とＶＩ族水素化物とを原
料として、有機金属気相成長法により形成することが望
ましい。
化合物半導体層を、ＩＩ族有機金属化合物およびＶＩ族
有機金属化合物からなる付加体とＶＩ族水素化物とを原
料として、有機金属気相成長法により形成することが望
ましい。
【００１７】また、本発明の光素子の実装方法は、基板
に垂直な方向に光を出射する面発光型半導体レーザから
出射されたレーザ光を対物レンズを介して光記録媒体に
照射し、この光記録媒体で反射された反射光を周期回折
格子領域からなる回折手段と非点収差発生手段をもつ光
学系を用いて該面発光半導体レーザと同一基板内に形成
された光検出器で受光するように構成された光素子の実
装方法において、該面発光レーザを発光させ、その発光
点を基準にして、基板を実装することを特徴とする。
に垂直な方向に光を出射する面発光型半導体レーザから
出射されたレーザ光を対物レンズを介して光記録媒体に
照射し、この光記録媒体で反射された反射光を周期回折
格子領域からなる回折手段と非点収差発生手段をもつ光
学系を用いて該面発光半導体レーザと同一基板内に形成
された光検出器で受光するように構成された光素子の実
装方法において、該面発光レーザを発光させ、その発光
点を基準にして、基板を実装することを特徴とする。
【００１８】また、基板に垂直な方向に光を出射する面
発光型半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レン
ズを介して光記録媒体に照射し、この光記録媒体で反射
された反射光を周期回折格子領域からなる回折手段と非
点収差発生手段をもつ光学系を用いて該面発光半導体レ
ーザと同一基板内に形成された光検出器で受光するよう
に構成された光素子の実装方法において、該基板内に施
された印を検出し、基準位置に基板を実装することも好
適に採用できる。
発光型半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レン
ズを介して光記録媒体に照射し、この光記録媒体で反射
された反射光を周期回折格子領域からなる回折手段と非
点収差発生手段をもつ光学系を用いて該面発光半導体レ
ーザと同一基板内に形成された光検出器で受光するよう
に構成された光素子の実装方法において、該基板内に施
された印を検出し、基準位置に基板を実装することも好
適に採用できる。
【００１９】
【作用】本発明の光素子によれば、素子特性のよいレー
ザ光源である面発光型半導体レーザと光検出器を同一基
板内に形成することにより、面発光半導体レーザと光検
出器の位置精度は、両者を製造する際のフォトリソグラ
フィー精度で決定され、非常に正確な位置に面発光半導
体レーザと光検出器を作製することが可能となり、また
１つの基板を実装するだけになるので実装精度も上げる
ことが可能となり、これにより非常に精度の高い、高特
性な光素子を提供することができる。
ザ光源である面発光型半導体レーザと光検出器を同一基
板内に形成することにより、面発光半導体レーザと光検
出器の位置精度は、両者を製造する際のフォトリソグラ
フィー精度で決定され、非常に正確な位置に面発光半導
体レーザと光検出器を作製することが可能となり、また
１つの基板を実装するだけになるので実装精度も上げる
ことが可能となり、これにより非常に精度の高い、高特
性な光素子を提供することができる。
【００２０】また、本発明の製造方法および実装方法に
おいては、面発光半導体レーザと光検出器を同時に同一
基板上に形成できること、また１つの基板を精度よく実
装できることから、作製が極めて簡単であり、非常に安
定に、再現性よく、上記の光素子を実施できる製造方法
および実装方法である。
おいては、面発光半導体レーザと光検出器を同時に同一
基板上に形成できること、また１つの基板を精度よく実
装できることから、作製が極めて簡単であり、非常に安
定に、再現性よく、上記の光素子を実施できる製造方法
および実装方法である。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。
て説明する。
【００２２】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
における光素子の外観を示す斜視図であり、 (301)基板
内に面発光型半導体レーザで (120)発光部と、前記レー
ザと同じ構造を持つ (121)検出部を形成し、これを (30
2)パッケージに実装している。このパッケージに (304)
キャップをかぶせ、キャップ上には回折手段として (30
5)ホログラム基板をもうけている。
における光素子の外観を示す斜視図であり、 (301)基板
内に面発光型半導体レーザで (120)発光部と、前記レー
ザと同じ構造を持つ (121)検出部を形成し、これを (30
2)パッケージに実装している。このパッケージに (304)
キャップをかぶせ、キャップ上には回折手段として (30
5)ホログラム基板をもうけている。
【００２３】図２は図１に示すＡ−Ａ’の線で切断した
当該実施例における光素子の断面図であり、 (102)Ｇａ
Ａｓ基板上に順次半導体層をエピタキシャル成長させた
後、柱状の (120)発光部と (121)検出部を作製し、回り
を (109)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94埋め込み層で埋め込んで電
気的分離をしている。 (120)発光部と (121)検出部の内
部構造は同じであり、それぞれ分離された (110)電極で
独立に駆動できる。
当該実施例における光素子の断面図であり、 (102)Ｇａ
Ａｓ基板上に順次半導体層をエピタキシャル成長させた
後、柱状の (120)発光部と (121)検出部を作製し、回り
を (109)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94埋め込み層で埋め込んで電
気的分離をしている。 (120)発光部と (121)検出部の内
部構造は同じであり、それぞれ分離された (110)電極で
独立に駆動できる。
【００２４】また、図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ａ）
〜（ｂ）は当該実施例における光素子の製造工程を示す
断面図である。
〜（ｂ）は当該実施例における光素子の製造工程を示す
断面図である。
【００２５】以下、本実施例に係わる光素子の構成およ
び製造工程について、図３（ａ）〜（ｃ）及び図４
（ａ）〜（ｂ）にしたがって説明する。
び製造工程について、図３（ａ）〜（ｃ）及び図４
（ａ）〜（ｂ）にしたがって説明する。
【００２６】まず、 (102)ｎ型ＧａＡｓ基板上に、
(103)ｎ型ＧａＡｓバッファ層を形成し、さらに、ｎ型
ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層からなり波長７
８０ｎｍ付近の光に対し９９％以上の反射率を持つ３０
ペアの (104)分布反射型多層膜ミラーを形成する。続い
て、 (105)ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層、 (106)
ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓ活性層、 (107)ｐ型Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓクラッド層、 (108)ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａ
ｓコンタクト層を、順次、ＭＯＣＶＤ法でエピタキシャ
ル成長させる（図３（ａ））。このとき、本実施例で
は、成長温度を７００℃とし、成長圧力を１５０Ｔｏｒ
ｒとし、ＩＩＩ族原料としてはＴＭＧａ（トリメチルガ
リウム）およびＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）の
有機金属を、Ｖ族原料としてはＡｓＨ3 を、ｎ型ドーパ
ントとしてはＨ2 Ｓｅを、ｐ型ドーパントとしてはＤＥ
Ｚｎ（ジエチルジンク）を、それぞれ用いる。
(103)ｎ型ＧａＡｓバッファ層を形成し、さらに、ｎ型
ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層からなり波長７
８０ｎｍ付近の光に対し９９％以上の反射率を持つ３０
ペアの (104)分布反射型多層膜ミラーを形成する。続い
て、 (105)ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層、 (106)
ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓ活性層、 (107)ｐ型Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓクラッド層、 (108)ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａ
ｓコンタクト層を、順次、ＭＯＣＶＤ法でエピタキシャ
ル成長させる（図３（ａ））。このとき、本実施例で
は、成長温度を７００℃とし、成長圧力を１５０Ｔｏｒ
ｒとし、ＩＩＩ族原料としてはＴＭＧａ（トリメチルガ
リウム）およびＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）の
有機金属を、Ｖ族原料としてはＡｓＨ3 を、ｎ型ドーパ
ントとしてはＨ2 Ｓｅを、ｐ型ドーパントとしてはＤＥ
Ｚｎ（ジエチルジンク）を、それぞれ用いる。
【００２７】その後、熱ＣＶＤ法によって、表面に
(112)ＳｉＯ2 層を形成し、その上にフォトリソグラフ
ィーを用いて、面発光半導体レーザとなる発光部と光検
出器となる検出部に対応する (113)レジストによるパタ
ーンを形成する。この時、発光部と検出部の位置関係
は、発光部から出射されたレーザ光が光記録媒体に反射
して戻る反射光の０次回折光の光軸を中心として放射状
に検出部の長軸方向が配置されるように帯状にパターン
を形成した。また、両者の位置精度はフォトリソグラフ
ィー精度内（１μｍ以内）とした。
(112)ＳｉＯ2 層を形成し、その上にフォトリソグラフ
ィーを用いて、面発光半導体レーザとなる発光部と光検
出器となる検出部に対応する (113)レジストによるパタ
ーンを形成する。この時、発光部と検出部の位置関係
は、発光部から出射されたレーザ光が光記録媒体に反射
して戻る反射光の０次回折光の光軸を中心として放射状
に検出部の長軸方向が配置されるように帯状にパターン
を形成した。また、両者の位置精度はフォトリソグラフ
ィー精度内（１μｍ以内）とした。
【００２８】この (113)レジストをマスクにして反応性
イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）法を行い、 (113)
レジストで覆われた柱状の発光部及び検出部を残して、
(105)ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層の途中まで、
エッチングを行う（図３（ｂ））。この際、本実施例で
は、エッチングガスとしては塩素とアルゴンの混合ガス
を用いることとし、ガス圧を１×１０-3Ｔｏｒｒとし、
引出し電圧を４００Ｖとする。また基板温度は１５℃と
した。
イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）法を行い、 (113)
レジストで覆われた柱状の発光部及び検出部を残して、
(105)ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層の途中まで、
エッチングを行う（図３（ｂ））。この際、本実施例で
は、エッチングガスとしては塩素とアルゴンの混合ガス
を用いることとし、ガス圧を１×１０-3Ｔｏｒｒとし、
引出し電圧を４００Ｖとする。また基板温度は１５℃と
した。
【００２９】次に、このエッチング領域上に、埋め込
み層を形成する。このために、本実施例では、まず、
(113)レジストを取り除き、次に有機金属気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）を用いて、 (109)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
層を柱状の発光部及び検出部の回りに埋め込み成長させ
る（図３（ｃ））。
み層を形成する。このために、本実施例では、まず、
(113)レジストを取り除き、次に有機金属気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）を用いて、 (109)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
層を柱状の発光部及び検出部の回りに埋め込み成長させ
る（図３（ｃ））。
【００３０】本実施例におけるＭＯＣＶＤ法では、原料
にジメチルジンク−ジメチルセレン（ＤＭＺｎ−ＤＭＳ
ｅ）付加体有機金属とセレン化水素、硫化水素を使用す
るため、２７５℃といった非常に低温で結晶性のよい
(109)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層をエピタキシャル成長する
ことが可能である。
にジメチルジンク−ジメチルセレン（ＤＭＺｎ−ＤＭＳ
ｅ）付加体有機金属とセレン化水素、硫化水素を使用す
るため、２７５℃といった非常に低温で結晶性のよい
(109)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層をエピタキシャル成長する
ことが可能である。
【００３１】次に発光部、検出部表面上にできたポリ
状ＺｎＳＳｅをドライエッチングで除去し、さらに (11
2)ＳｉＯ2 層を除去する。
状ＺｎＳＳｅをドライエッチングで除去し、さらに (11
2)ＳｉＯ2 層を除去する。
【００３２】発光部、検出部の表面に (110)ｐ型オーミ
ック電極を形成するためのレジストパターンを形成し、
その上に電極金属を蒸着し、リフトオフ法を用いて発光
部表面に出射口、検出部表面に光が入射する部分を形成
する（図４（ａ））。
ック電極を形成するためのレジストパターンを形成し、
その上に電極金属を蒸着し、リフトオフ法を用いて発光
部表面に出射口、検出部表面に光が入射する部分を形成
する（図４（ａ））。
【００３３】また、発光部に接する電極と検出部に接す
る電極は独立に電流を供給できるように分離しておく。
る電極は独立に電流を供給できるように分離しておく。
【００３４】続いて、出射口上に４ペアの (111)Ｓｉ
Ｏ2 ／ａ−Ｓｉ誘電体多層膜ミラーを電子ビーム蒸着に
より形成する。また、検出部表面の光が入射する部分に
はＳｉＯ2 による (115)無反射膜を同様に電子ビーム蒸
着で形成する。
Ｏ2 ／ａ−Ｓｉ誘電体多層膜ミラーを電子ビーム蒸着に
より形成する。また、検出部表面の光が入射する部分に
はＳｉＯ2 による (115)無反射膜を同様に電子ビーム蒸
着で形成する。
【００３５】この誘電体多層膜ミラーの波長７８０ｎｍ
での反射率は９６％である。さらに、無反射層の波長７
８０ｎｍの反射率は１０％以下になるように膜厚を制御
して形成する。
での反射率は９６％である。さらに、無反射層の波長７
８０ｎｍの反射率は１０％以下になるように膜厚を制御
して形成する。
【００３６】さらに、ｎ型ＧａＡｓ基板側に (101)ｎ型
オーミック電極を蒸着し、Ｎ2 雰囲気中で、３５０℃の
アロイングを行う（図４（ｂ））。
オーミック電極を蒸着し、Ｎ2 雰囲気中で、３５０℃の
アロイングを行う（図４（ｂ））。
【００３７】以上の工程により、図２に示したような、
埋め込み構造の (120)発光部と発光部と同一の構造を持
った (121)検出部を同一基板内に有する光素子の基板を
得ることができる。
埋め込み構造の (120)発光部と発光部と同一の構造を持
った (121)検出部を同一基板内に有する光素子の基板を
得ることができる。
【００３８】上記の発光部である面発光半導体レーザ
は、しきい値電流が１ｍＡ以下と非常に低く、発光スポ
ットや発光遠視野像も真円であり、光出力は５ｍＷが得
られ、非常に特性のよい発光部である。
は、しきい値電流が１ｍＡ以下と非常に低く、発光スポ
ットや発光遠視野像も真円であり、光出力は５ｍＷが得
られ、非常に特性のよい発光部である。
【００３９】また、発光部、検出部の内部構造は同じで
あるため、同一プロセスで同時に作製できることから歩
留まりもよい。
あるため、同一プロセスで同時に作製できることから歩
留まりもよい。
【００４０】次に発光部と検出部を内蔵した基板の実装
方法について、図５（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明す
る。
方法について、図５（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明す
る。
【００４１】 (120)発光部と (121)検出部を内蔵した
(301)基板を電気伝導性のあるろう材を用いて (302)パ
ッケージにダイボンディングする（図５（ａ））。
(301)基板を電気伝導性のあるろう材を用いて (302)パ
ッケージにダイボンディングする（図５（ａ））。
【００４２】この時、 (301)基板にあらかじめ形成され
た印を検出し、発光部の位置が (302)パッケージの中心
にくるようにダイボンディングを行う。発光部は小さい
ので検出が難しいので、あらかじめ形成された印を検出
している。また、前記の印は形成するために特別な工程
を必要とするものではなく、例えば、 (301)基板の表面
に形成されている電極パターンの角などでよい。これ
は、電極がフォトリソグラフィーを用いて位置精度よく
形成できるため、発光部との位置関係があらかじめ把握
できるからである。
た印を検出し、発光部の位置が (302)パッケージの中心
にくるようにダイボンディングを行う。発光部は小さい
ので検出が難しいので、あらかじめ形成された印を検出
している。また、前記の印は形成するために特別な工程
を必要とするものではなく、例えば、 (301)基板の表面
に形成されている電極パターンの角などでよい。これ
は、電極がフォトリソグラフィーを用いて位置精度よく
形成できるため、発光部との位置関係があらかじめ把握
できるからである。
【００４３】また、 (120)発光部と (121)検出部の位置
関係は (301)基板のダイボンディング位置がずれても全
く影響が無いため、ダイボンディング時の精度は１０μ
ｍ以内であればよい。従って、特別に精度の高い実装装
置を用意する必要はない。
関係は (301)基板のダイボンディング位置がずれても全
く影響が無いため、ダイボンディング時の精度は１０μ
ｍ以内であればよい。従って、特別に精度の高い実装装
置を用意する必要はない。
【００４４】次にパッケージ内の (303)リードピンと
(120)発光部および (121)検出部のそれぞれの電極パタ
ーンをＡｕワイヤで接続する（図５（ｂ））。
(120)発光部および (121)検出部のそれぞれの電極パタ
ーンをＡｕワイヤで接続する（図５（ｂ））。
【００４５】窒素雰囲気内で (302)パッケージ上に
(304)キャップを接着する。
(304)キャップを接着する。
【００４６】本実施例では、回折手段としてガラス基板
上に複数の回折領域を形成した (305)ホログラム基板を
使用しており、この (305)ホログラム基板を (304)キャ
ップ上に接着することにより、光素子を作製している
（図５（ｃ））。
上に複数の回折領域を形成した (305)ホログラム基板を
使用しており、この (305)ホログラム基板を (304)キャ
ップ上に接着することにより、光素子を作製している
（図５（ｃ））。
【００４７】前記ダイボンディング時の実装ずれは、こ
のホログラム基板を接着する位置を調整することによっ
て吸収している。
のホログラム基板を接着する位置を調整することによっ
て吸収している。
【００４８】ホログラム基板の実装は、発光部及び検出
部を駆動させながら調整できるので、実装精度は高く、
また実装方法も簡単である。
部を駆動させながら調整できるので、実装精度は高く、
また実装方法も簡単である。
【００４９】以上、詳しく記載してきたように、本実施
例の光素子は高性能、高特性な素子特性を持ちながら、
簡便な製造方法、実装方法で高歩留まり、低コストで作
製できる特徴を持っている。
例の光素子は高性能、高特性な素子特性を持ちながら、
簡便な製造方法、実装方法で高歩留まり、低コストで作
製できる特徴を持っている。
【００５０】（実施例２）図６は本発明の第２の実施例
における光素子の外観を示す斜視図であり、 (220)発光
部の形状と (405)ホログラム基板にレンズ効果を持たせ
た点が実施例１と異なる。
における光素子の外観を示す斜視図であり、 (220)発光
部の形状と (405)ホログラム基板にレンズ効果を持たせ
た点が実施例１と異なる。
【００５１】図７は図６に示すＢ−Ｂ’の線で切断した
当該実施例における光素子の断面図である。本実施例の
光素子は、 (207)ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層
を、互いにに分離溝で分離された複数の柱状部で (220)
発光部を形成した点で、上述の実施例１と異なる。
当該実施例における光素子の断面図である。本実施例の
光素子は、 (207)ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層
を、互いにに分離溝で分離された複数の柱状部で (220)
発光部を形成した点で、上述の実施例１と異なる。
【００５２】以下、本実施例に係わる光素子の構成およ
び製造工程について、図８（ａ）〜（ｃ）及び図９
（ａ），（ｂ）及び図１０（ａ），（ｂ）にしたがって
説明する。
び製造工程について、図８（ａ）〜（ｃ）及び図９
（ａ），（ｂ）及び図１０（ａ），（ｂ）にしたがって
説明する。
【００５３】まず、 (202)ｎ型ＧａＡｓ基板上に、
(203)ｎ型ＧａＡｓバッファ層を形成し、さらに、ｎ型
Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層から
なり波長７８０ｎｍを中心に±３０ｎｍの光に対して９
８％以上の反射率を持つ２５ペアの (204)半導体多層膜
ミラーを形成する。続いて、 (205)ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5
Ａｓクラッド層、 (206)ｐ型Ａｌ0.13Ｇａ0.87Ａｓ活性
層、 (207)ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層、 (208)
ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓコンタクト層を順次ＭＯＣＶ
Ｄ法でエピタキシャル成長させる（図８（ａ））。本実
施例では、このときの成長条件を、成長温度を７２０
℃、成長圧力１５０Ｔｏｒｒとするとともに、ＩＩＩ族
原料にはＴＭＧａ（トリメチルガリウム）およびＴＭＡ
ｌ（トリメチルアルミニウム）の有機金属を、Ｖ族原料
にはＡｓＨ3 、ｎ型ドーパントにＨ2Ｓｅ 、ｐ型ドーパ
ントにＤＥＺｎ（ジエチルジンク）を、それぞれ用い
る。
(203)ｎ型ＧａＡｓバッファ層を形成し、さらに、ｎ型
Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層から
なり波長７８０ｎｍを中心に±３０ｎｍの光に対して９
８％以上の反射率を持つ２５ペアの (204)半導体多層膜
ミラーを形成する。続いて、 (205)ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5
Ａｓクラッド層、 (206)ｐ型Ａｌ0.13Ｇａ0.87Ａｓ活性
層、 (207)ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層、 (208)
ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓコンタクト層を順次ＭＯＣＶ
Ｄ法でエピタキシャル成長させる（図８（ａ））。本実
施例では、このときの成長条件を、成長温度を７２０
℃、成長圧力１５０Ｔｏｒｒとするとともに、ＩＩＩ族
原料にはＴＭＧａ（トリメチルガリウム）およびＴＭＡ
ｌ（トリメチルアルミニウム）の有機金属を、Ｖ族原料
にはＡｓＨ3 、ｎ型ドーパントにＨ2Ｓｅ 、ｐ型ドーパ
ントにＤＥＺｎ（ジエチルジンク）を、それぞれ用い
る。
【００５４】次に、表面に常圧熱ＣＶＤ法により (21
2)ＳｉＯ2 層を形成し、さらにその上にフォトレジスト
を塗布、フォトリソグラフィー工程を施し、必要なパタ
ーンを作製する。その際、レジストパターンの側面が基
板面に対して、垂直になるようなパターン作製条件で行
ない、作製後は、側面のだれの原因となる温度加熱を行
なわない。
2)ＳｉＯ2 層を形成し、さらにその上にフォトレジスト
を塗布、フォトリソグラフィー工程を施し、必要なパタ
ーンを作製する。その際、レジストパターンの側面が基
板面に対して、垂直になるようなパターン作製条件で行
ない、作製後は、側面のだれの原因となる温度加熱を行
なわない。
【００５５】この時、発光部と検出部の位置関係は、発
光部から出射されたレーザ光が光記録媒体に反射して戻
る反射光の０次回折光の光軸を中心として放射状に検出
部の長軸方向が配置されるように帯状にパターンを形成
した。また、両者の位置精度はフォトリソグラフィー精
度内（１μｍ以内）とした。
光部から出射されたレーザ光が光記録媒体に反射して戻
る反射光の０次回折光の光軸を中心として放射状に検出
部の長軸方向が配置されるように帯状にパターンを形成
した。また、両者の位置精度はフォトリソグラフィー精
度内（１μｍ以内）とした。
【００５６】その後、このパターンをマスクにして、
ＣＦ4 ガスをエッチングガスにした反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）を行い (212)ＳｉＯ2 層を除去する。そ
の際、間隔の大きい発光部と検出部の間にある (212)Ｓ
ｉＯ2 層は完全に除去し、間隔の狭い発光部を形成する
複数の柱状部の間の (212)ＳｉＯ2 層は残すようにエッ
チングを行なう。以上のようにして、設計された位置に
必要なパターン形状を持ちながら、さらに基板に対して
垂直な側面を持った (213)レジストと (212)ＳｉＯ2 層
によるパターンが作成できる（図８（ｂ））。
ＣＦ4 ガスをエッチングガスにした反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）を行い (212)ＳｉＯ2 層を除去する。そ
の際、間隔の大きい発光部と検出部の間にある (212)Ｓ
ｉＯ2 層は完全に除去し、間隔の狭い発光部を形成する
複数の柱状部の間の (212)ＳｉＯ2 層は残すようにエッ
チングを行なう。以上のようにして、設計された位置に
必要なパターン形状を持ちながら、さらに基板に対して
垂直な側面を持った (213)レジストと (212)ＳｉＯ2 層
によるパターンが作成できる（図８（ｂ））。
【００５７】続いて、この垂直な側面を持った (213)
レジストをマスクにして、ＲＩＢＥ法を用いて、柱状の
発光部及び検出部を残してエッチングを行なう。この
時、 (212)ＳｉＯ2 層の存在の差で、発光部を形成する
複数の柱状部の間は (207)ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラ
ッド層の途中まで、また発光部と検出部の間は (205)ｎ
型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層の一部までエッチング
を行なう（図８（ｃ））。この際、本実施例では、エッ
チングガスには塩素とアルゴンの混合ガスを用い、ガス
圧力５×１０-4Ｔｏｒｒ、プラズマ引出し電圧４００
Ｖ、エッチング試料上でのイオン電流密度４００μＡ／
ｃｍ2 、試料温度を２０℃に保って行なうこととする。
レジストをマスクにして、ＲＩＢＥ法を用いて、柱状の
発光部及び検出部を残してエッチングを行なう。この
時、 (212)ＳｉＯ2 層の存在の差で、発光部を形成する
複数の柱状部の間は (207)ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラ
ッド層の途中まで、また発光部と検出部の間は (205)ｎ
型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層の一部までエッチング
を行なう（図８（ｃ））。この際、本実施例では、エッ
チングガスには塩素とアルゴンの混合ガスを用い、ガス
圧力５×１０-4Ｔｏｒｒ、プラズマ引出し電圧４００
Ｖ、エッチング試料上でのイオン電流密度４００μＡ／
ｃｍ2 、試料温度を２０℃に保って行なうこととする。
【００５８】ここで、発光部を (207)ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ
0.5Ａｓクラッド層の途中までしかエッチングしないの
は、活性層の水平方向の注入キャリアと光の閉じ込め
を、屈折率導波型のリブ導波路構造にして、活性層内の
光の一部を活性層水平方向に伝達できるようにするため
である。
0.5Ａｓクラッド層の途中までしかエッチングしないの
は、活性層の水平方向の注入キャリアと光の閉じ込め
を、屈折率導波型のリブ導波路構造にして、活性層内の
光の一部を活性層水平方向に伝達できるようにするため
である。
【００５９】また、レジストとして垂直な側面を持った
(213)レジストを使用し、さらに、エッチング方法とし
てエッチング試料に対して垂直にイオンをビーム状に照
射してエッチングを行なうＲＩＢＥ法を用いることによ
り、近接した (220)発光部を、基板に垂直な (214)分離
溝で分離させることができるとともに、面発光型半導体
レーザの特性向上に必要な垂直光共振器を作製すること
が可能となっている。
(213)レジストを使用し、さらに、エッチング方法とし
てエッチング試料に対して垂直にイオンをビーム状に照
射してエッチングを行なうＲＩＢＥ法を用いることによ
り、近接した (220)発光部を、基板に垂直な (214)分離
溝で分離させることができるとともに、面発光型半導体
レーザの特性向上に必要な垂直光共振器を作製すること
が可能となっている。
【００６０】次に、この (207)ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａ
ｓクラッド層および (205)ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラ
ッド層の上に埋め込み層を形成する。このために、本実
施例では、まず、 (213)レジストを取り除き、次に、Ｍ
ＢＥ法あるいはＭＯＣＶＤ法などにより、 (209)ＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層を埋め込み成長させる（図９（ａ））。
ｓクラッド層および (205)ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラ
ッド層の上に埋め込み層を形成する。このために、本実
施例では、まず、 (213)レジストを取り除き、次に、Ｍ
ＢＥ法あるいはＭＯＣＶＤ法などにより、 (209)ＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層を埋め込み成長させる（図９（ａ））。
【００６１】次に発光部、検出部表面上にできたポリ
状ＺｎＳＳｅをドライエッチングで除去し、さらに (21
2)ＳｉＯ2 層を除去する。
状ＺｎＳＳｅをドライエッチングで除去し、さらに (21
2)ＳｉＯ2 層を除去する。
【００６２】発光部、検出部の表面に (210)ｐ型オーミ
ック電極を形成するためのレジストパターンを形成し、
その上に電極金属を蒸着し、リフトオフ法を用いて発光
部表面に出射口、検出部表面に光が入射する部分を形成
する（図９（ｂ））。
ック電極を形成するためのレジストパターンを形成し、
その上に電極金属を蒸着し、リフトオフ法を用いて発光
部表面に出射口、検出部表面に光が入射する部分を形成
する（図９（ｂ））。
【００６３】また、発光部に接する電極と検出部に接す
る電極は独立に電流を供給できるように分離しておく。
る電極は独立に電流を供給できるように分離しておく。
【００６４】続いて、出射口上に４ペアの (211)Ｓｉ
Ｏ2 ／ａ−Ｓｉ誘電体多層膜ミラーを電子ビーム蒸着に
より形成する。また、検出部表面の光が入射する部分に
はＳｉＯ2 による (215)無反射膜を同様に電子ビーム蒸
着で形成する。
Ｏ2 ／ａ−Ｓｉ誘電体多層膜ミラーを電子ビーム蒸着に
より形成する。また、検出部表面の光が入射する部分に
はＳｉＯ2 による (215)無反射膜を同様に電子ビーム蒸
着で形成する。
【００６５】この誘電体多層膜ミラーの波長７８０ｎｍ
での反射率は９６％である。さらに、無反射層の波長７
８０ｎｍの反射率は１０％以下になるように膜厚を制御
して形成する（図１０（ａ））。
での反射率は９６％である。さらに、無反射層の波長７
８０ｎｍの反射率は１０％以下になるように膜厚を制御
して形成する（図１０（ａ））。
【００６６】さらに、 (220)発光部と (221)検出部を
分離する (214)分離溝を形成するために、再び (213)レ
ジストをマスクにして、ＲＩＢＥ法を用いて (205)ｎ型
Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層の位置まで (209)ＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層をエッチングする。
分離する (214)分離溝を形成するために、再び (213)レ
ジストをマスクにして、ＲＩＢＥ法を用いて (205)ｎ型
Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層の位置まで (209)ＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層をエッチングする。
【００６７】最後に、ｎ型ＧａＡｓ基板側に (201)ｎ型
オーミック電極を蒸着し、Ｎ2 雰囲気中で、３５０℃の
アロイングを行う（図１０（ｂ））。
オーミック電極を蒸着し、Ｎ2 雰囲気中で、３５０℃の
アロイングを行う（図１０（ｂ））。
【００６８】ここで、本実施例ではＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
で埋め込んだ (214)分離溝上にも (211)誘電体多層膜ミ
ラーを作成することとしたので、発光部に挟まれた領域
にも垂直共振器構造が形成され、したがって、 (214)分
離溝にもれた光も有効にレーザ発振に寄与し、また、漏
れた光を利用するので (220)発光部の位相に同期した発
光となる。
で埋め込んだ (214)分離溝上にも (211)誘電体多層膜ミ
ラーを作成することとしたので、発光部に挟まれた領域
にも垂直共振器構造が形成され、したがって、 (214)分
離溝にもれた光も有効にレーザ発振に寄与し、また、漏
れた光を利用するので (220)発光部の位相に同期した発
光となる。
【００６９】さらに位相の同期した複数のレーザ光が１
つのレーザ光になるため、出力は１０ｍＷ以上とするこ
とができる。
つのレーザ光になるため、出力は１０ｍＷ以上とするこ
とができる。
【００７０】また本実施例においても、発光部、検出部
の内部構造は同じであるため、同一プロセスで同時に作
製できることから歩留まりもよい。
の内部構造は同じであるため、同一プロセスで同時に作
製できることから歩留まりもよい。
【００７１】次に発光部と検出部を内蔵した基板の実装
方法について、図１１（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明す
る。
方法について、図１１（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明す
る。
【００７２】 (220)発光部と (221)検出部を内蔵した
(401)基板を電気伝導性のあるろう材を用いて (402)パ
ッケージにダイボンディングする（図１１（ａ））。
(401)基板を電気伝導性のあるろう材を用いて (402)パ
ッケージにダイボンディングする（図１１（ａ））。
【００７３】この時、 (220)発光部が電気的に動作が可
能なように、 (401)基板を固定する(406)治具に (407)
電流導入針を用意し、この (407)電流導入針を (220)発
光部の電極に接触させる。この電流導入針に電流を流
し、 (220)発光部を発光させ、治具に設けてある (408)
検出器で位置を検出する。検出された発光部の位置が
(402)パッケージの中心にくるようにダイボンディング
を行う。
能なように、 (401)基板を固定する(406)治具に (407)
電流導入針を用意し、この (407)電流導入針を (220)発
光部の電極に接触させる。この電流導入針に電流を流
し、 (220)発光部を発光させ、治具に設けてある (408)
検出器で位置を検出する。検出された発光部の位置が
(402)パッケージの中心にくるようにダイボンディング
を行う。
【００７４】本実施例の (220)発光部は、１つの柱状共
振器を持つ実施例１の時よりもレーザ発光のスポットサ
イズが大きくなるので、上記の実施例の方が実装精度は
高くなる。
振器を持つ実施例１の時よりもレーザ発光のスポットサ
イズが大きくなるので、上記の実施例の方が実装精度は
高くなる。
【００７５】次にパッケージ内の (403)リードピンと
(220)発光部および (221)検出部のそれぞれの電極パタ
ーンをＡlワイヤで接続する（図１１（ｂ））。
(220)発光部および (221)検出部のそれぞれの電極パタ
ーンをＡlワイヤで接続する（図１１（ｂ））。
【００７６】窒素雰囲気内で (402)パッケージ上に
(404)キャップを接着する。
(404)キャップを接着する。
【００７７】本実施例では、回折手段としてガラス基板
上に複数の回折領域を形成した (405)ホログラム基板を
使用しており、この (405)ホログラム基板を (404)キャ
ップ上に接着することにより、光素子を作製している
（図１１（ｃ））。
上に複数の回折領域を形成した (405)ホログラム基板を
使用しており、この (405)ホログラム基板を (404)キャ
ップ上に接着することにより、光素子を作製している
（図１１（ｃ））。
【００７８】前記ダイボンディング時の実装ずれは、こ
のホログラム基板を接着する位置を調整することによっ
て吸収している。
のホログラム基板を接着する位置を調整することによっ
て吸収している。
【００７９】ホログラム基板の実装は、発光部及び検出
部を駆動させながら調整できるので、実装精度は高く、
また実装方法も簡単である。
部を駆動させながら調整できるので、実装精度は高く、
また実装方法も簡単である。
【００８０】以上、詳しく記載してきたように、本実施
例の光素子は高性能、高特性な素子特性を持ちながら、
簡便な製造方法、実装方法で高歩留まり、低コストで作
製できる特徴を持っている。特に本実施例の場合、発光
源である面発光半導体レーザの構造を工夫することによ
り、１０ｍＷ以上の光出力が得られる光素子となってお
り、この特徴は光記録媒体にこの光素子を用いて情報を
書き込む際に非常に有効である。
例の光素子は高性能、高特性な素子特性を持ちながら、
簡便な製造方法、実装方法で高歩留まり、低コストで作
製できる特徴を持っている。特に本実施例の場合、発光
源である面発光半導体レーザの構造を工夫することによ
り、１０ｍＷ以上の光出力が得られる光素子となってお
り、この特徴は光記録媒体にこの光素子を用いて情報を
書き込む際に非常に有効である。
【００８１】なお、上述の各実施例では、ＧａＡｌＡｓ
系材料を用いた場合について説明したが、その他のＩＩ
Ｉ−Ｖ族系にも好適に適用でき、特に活性層のＡｌの組
成を替えることで発振波長を変更することもできる。
系材料を用いた場合について説明したが、その他のＩＩ
Ｉ−Ｖ族系にも好適に適用でき、特に活性層のＡｌの組
成を替えることで発振波長を変更することもできる。
【００８２】また、埋め込み層もＺｎＳＳｅ混晶に限ら
ず、ＺｎＳ−ＺｎＳｅ超格子、他のＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体、例えばＺｎＳｅやＺｎＳやＣｄＴｅおよびその
混晶またはこれらの材料系による超格子を埋め込み層に
選んでも同様な効果が得られる。
ず、ＺｎＳ−ＺｎＳｅ超格子、他のＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体、例えばＺｎＳｅやＺｎＳやＣｄＴｅおよびその
混晶またはこれらの材料系による超格子を埋め込み層に
選んでも同様な効果が得られる。
【００８３】また、基板もＧａＡｓにとらわれず、Ｓｉ
やＩｎＰなどの半導体基板やサファイヤのような誘電体
基板でも同様な効果が得られた。
やＩｎＰなどの半導体基板やサファイヤのような誘電体
基板でも同様な効果が得られた。
【００８４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
素子によれば、１つの基板内にレーザ発振特性のよい面
発光型半導体レーザとその面発光型半導体レーザと同一
構造をもった光検出器を、簡便な製造方法および実装方
法で、所定の位置に正確に作り込むことが可能となり、
光記録の分野に好適な光素子が簡便で、高歩留まりに提
供できる。
素子によれば、１つの基板内にレーザ発振特性のよい面
発光型半導体レーザとその面発光型半導体レーザと同一
構造をもった光検出器を、簡便な製造方法および実装方
法で、所定の位置に正確に作り込むことが可能となり、
光記録の分野に好適な光素子が簡便で、高歩留まりに提
供できる。
【図１】 実施例１に関わる光素子の外観を示す斜視図
である。
である。
【図２】 図１に示すＡ−Ａ’の線で切断した実施例１
における光素子の断面図である。
における光素子の断面図である。
【図３】 （ａ）〜（ｃ）ともに、実施例１に関わる光
素子の構成および製造工程を示す断面図である。
素子の構成および製造工程を示す断面図である。
【図４】 （ａ），（ｂ）ともに、図３に続く実施例１
に関わる光素子の構成および製造工程を示す断面図であ
る。
に関わる光素子の構成および製造工程を示す断面図であ
る。
【図５】 （ａ）〜（ｃ）ともに、実施例１に関わる光
素子の実装方法を示す概略図である。
素子の実装方法を示す概略図である。
【図６】 実施例２に関わる光素子の外観を示す斜視図
である。
である。
【図７】 図６に示すＢ−Ｂ’の線で切断した実施例２
における光素子の断面図である。
における光素子の断面図である。
【図８】 （ａ）〜（ｃ）ともに、実施例２に関わる光
素子の構成および製造工程を示す断面図である。
素子の構成および製造工程を示す断面図である。
【図９】 （ａ），（ｂ）ともに、図８に続く実施例２
に関わる光素子の構成および製造工程を示す断面図であ
る。
に関わる光素子の構成および製造工程を示す断面図であ
る。
【図１０】 （ａ），（ｂ）ともに、図９に続く実施例
２に関わる光素子の構成および製造工程を示す断面図で
ある。
２に関わる光素子の構成および製造工程を示す断面図で
ある。
【図１１】 （ａ）〜（ｃ）ともに、実施例２に関わる
光素子の実装方法を示す概略図である。
光素子の実装方法を示す概略図である。
【図１２】 従来の光素子の構成を示す概略図である。
１０１，２０１ ｎ型オーミック電極 １０２，２０２ ｎ型ＧａＡｓ基板 １０３，２０３ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 １０４，２０４ 分布反射型多層膜ミラー １０５，２０５ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 １０６，２０６ ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層 １０７，２０７ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 １０８，２０８ ｐ型ＡｌＧａＡｓコンタクト層 １０９，２０９ ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94埋め込み層 １１０，２１０ ｐ型オーミック電極 １１１，３１１ 誘電体多層膜ミラー １１２，２１２ ＳｉＯ2 層 １１３，２１３ レジスト １１５，２１５ 無反射膜 １２０，２２０ 発光部 １２１，２２１ 検出部 ２１４ 分離溝 ３０１，４０１ 基板 ３０２，４０２ パッケージ ３０３，４０３ リードピン ３０４，４０４ キャップ ３０５，４０５ ホログラム基板 ４０６ 治具 ４０７ 電流導入針 ９０１ 半導体レーザ ９０２ ディスク ９０３ 光検出器 ９０５ 集束レンズ ９０６ 回折格子 ９１０ パッケージ
Claims (9)
- 【請求項１】レーザ光源から出射されたレーザ光を対物
レンズを介して光記録媒体に照射し、この光記録媒体で
反射された反射光を周期回折格子領域からなる回折手段
と非点収差発生手段をもつ光学系を用いて光検出器で受
光するように構成された光素子において、 前記レーザ光源には、基板に垂直な方向に光を出射する
面発光型半導体レーザとし、該面発光型半導体レーザと
前記光検出器は同一基板内に形成することを特徴とする
光素子。 - 【請求項２】前記面発光型半導体レーザは、基板に垂直
な方向に光を出射するように当該半導体基板に垂直な方
向に形成された共振器を有し、該共振器を形成する半導
体層の少なくとも一層が柱状に形成されていることを特
徴とする請求項１記載の光素子。 - 【請求項３】前記光検出器は前記面発光半導体レーザの
共振器と同一の構造であることを特徴とする請求項１及
び請求項２に記載の光素子。 - 【請求項４】同一基板内に形成する前記面発光半導体レ
ーザと前記光検出器の間はＩＩ−ＶＩ族化合物半導体エ
ピタキシャル層で埋め込まれていることを特徴とする請
求項１から請求項３記載の光素子。 - 【請求項５】基板に垂直な方向に光を出射する面発光型
半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レンズを介
して光記録媒体に照射し、この光記録媒体で反射された
反射光を周期回折格子領域からなる回折手段と非点収差
発生手段をもつ光学系を用いて光検出器で受光するよう
に構成された光素子において、 前記光検出器は前記面発光半導体レーザと同一基板内
に、前記回折手段の０次回折光の光軸を中心として放射
状に長軸方向が配置されるように帯状に形成することを
特徴とする光素子。 - 【請求項６】基板に垂直な方向に光を出射する面発光型
半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レンズを介
して光記録媒体に照射し、この光記録媒体で反射された
反射光を周期回折格子領域からなる回折手段と非点収差
発生手段をもつ光学系を用いて該面発光半導体レーザと
同一基板内に形成された光検出器で受光するように構成
された光素子の製造方法において、 半導体もしくは誘電体からなる基板上に、光共振器を構
成する一対の反射ミラーおよびそれらの間の少なくとも
１層の半導体層を形成する際にエピタキシャル成長技術
を用いる工程と、 前記半導体層上にマスクを形成し、前記半導体層の少な
くとも一層を前記マスクを用いてエッチングして、一本
または複数本の柱状に形成する工程と、 前記柱状の半導体層の周囲にＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
をエピタキシャル成長させて埋め込み層を形成する工程
と、を含み、 光検出器とする前記柱状の半導体層の表面の一部には電
極を形成し、残りは表面を露出もしくは誘電体層で覆う
工程を特徴とする光素子の製造方法。 - 【請求項７】前記柱状の半導体層の周囲にＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層を、ＩＩ族有機金属化合物およびＶＩ族
有機金属化合物からなる付加体とＶＩ族水素化物とを原
料として、有機金属気相成長法により形成することを特
徴とする請求項６記載の光素子の製造方法。 - 【請求項８】基板に垂直な方向に光を出射する面発光型
半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レンズを介
して光記録媒体に照射し、この光記録媒体で反射された
反射光を周期回折格子領域からなる回折手段と非点収差
発生手段をもつ光学系を用いて該面発光半導体レーザと
同一基板内に形成された光検出器で受光するように構成
された光素子の実装方法において、 該面発光レーザを発光させ、その発光点を基準にして、
基板を実装することを特徴とする光素子の実装方法。 - 【請求項９】基板に垂直な方向に光を出射する面発光型
半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レンズを介
して光記録媒体に照射し、この光記録媒体で反射された
反射光を周期回折格子領域からなる回折手段と非点収差
発生手段をもつ光学系を用いて該面発光半導体レーザと
同一基板内に形成された光検出器で受光するように構成
された光素子の実装方法において、 該基板内に施された印を検出し、基準位置に基板を実装
することを特徴とする光素子の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06209138A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 光素子およびその製造方法およびその実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06209138A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 光素子およびその製造方法およびその実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209138A true JPH06209138A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11515242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06209138A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 光素子およびその製造方法およびその実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06209138A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0786837A2 (en) * | 1996-01-25 | 1997-07-30 | Hewlett-Packard Company | Integrated laser-based light source |
| EP0786838A2 (en) * | 1996-01-25 | 1997-07-30 | Hewlett-Packard Company | Laser based light source using diffraction, scattering or transmission |
| EP0786839A1 (en) * | 1996-01-23 | 1997-07-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light output apparatus and optical pickup apparatus employing the same |
| EP0786836A2 (en) * | 1996-01-25 | 1997-07-30 | Hewlett-Packard Company | Laser-based light source |
| EP0869590A1 (en) * | 1997-04-02 | 1998-10-07 | Motorola, Inc. | Semiconductor laser package with power monitoring system |
| US5848088A (en) * | 1995-07-11 | 1998-12-08 | Seiko Epson Corporation | Surface emission type semiconductor for laser with optical detector, method of manufacturing thereof, and sensor using the same |
| US5974066A (en) * | 1997-05-09 | 1999-10-26 | Motorola, Inc. | Low cost, efficient vertical cavity surface emitting laser package, method, bar code scanner and optical storage unit |
| US6932522B2 (en) | 1998-12-30 | 2005-08-23 | Finisar Corporation | Method and apparatus for hermetically sealing photonic devices |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP50A patent/JPH06209138A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5848088A (en) * | 1995-07-11 | 1998-12-08 | Seiko Epson Corporation | Surface emission type semiconductor for laser with optical detector, method of manufacturing thereof, and sensor using the same |
| EP0786839A1 (en) * | 1996-01-23 | 1997-07-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light output apparatus and optical pickup apparatus employing the same |
| EP0786836A3 (en) * | 1996-01-25 | 1997-10-29 | Hewlett Packard Co | Laser light source |
| EP0786836A2 (en) * | 1996-01-25 | 1997-07-30 | Hewlett-Packard Company | Laser-based light source |
| EP0786838A3 (en) * | 1996-01-25 | 1997-10-08 | Hewlett Packard Co | Laser light source with a diffractive, scattering or transmissive element |
| EP0786837A3 (en) * | 1996-01-25 | 1997-10-15 | Hewlett Packard Co | Integrated laser light source |
| EP0786837A2 (en) * | 1996-01-25 | 1997-07-30 | Hewlett-Packard Company | Integrated laser-based light source |
| US5771254A (en) * | 1996-01-25 | 1998-06-23 | Hewlett-Packard Company | Integrated controlled intensity laser-based light source |
| US5809050A (en) * | 1996-01-25 | 1998-09-15 | Hewlett-Packard Company | Integrated controlled intensity laser-based light source using diffraction, scattering and transmission |
| US5835514A (en) * | 1996-01-25 | 1998-11-10 | Hewlett-Packard Company | Laser-based controlled-intensity light source using reflection from a convex surface and method of making same |
| EP0786838A2 (en) * | 1996-01-25 | 1997-07-30 | Hewlett-Packard Company | Laser based light source using diffraction, scattering or transmission |
| EP0869590A1 (en) * | 1997-04-02 | 1998-10-07 | Motorola, Inc. | Semiconductor laser package with power monitoring system |
| US5974066A (en) * | 1997-05-09 | 1999-10-26 | Motorola, Inc. | Low cost, efficient vertical cavity surface emitting laser package, method, bar code scanner and optical storage unit |
| US6932522B2 (en) | 1998-12-30 | 2005-08-23 | Finisar Corporation | Method and apparatus for hermetically sealing photonic devices |
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