JPH1027374A

JPH1027374A - 半導体レーザモジュール

Info

Publication number: JPH1027374A
Application number: JP8177738A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Takeda; 正武田; Yoshio Hayashi; 善雄林
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1996-07-08
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ボンディング作業を簡単に行ない得る構成を
備えた半導体レーザモジュールを提案すること。【解決手段】半導体レーザモジュール１は、半導体基
板３の表面３ａに、プリズム４およびサブマウント６が
配置されている。プリズム４の斜面には反射膜５が形成
され、これに対峙するサブマウント６の表面６ａには半
導体レーザチップ７が実装され、この半導体レーザチッ
プ７の背面には、モニター用のホトダイオードチップ８
が実装されている。半導体基板表面６ａには、信号処理
用のホトダイオード９１乃至９５が作り込まれ、その中
央のホトダイオード９１が反射面５の直下に位置してい
る。半導体基板表面３ａに形成した端子パッド１１と、
サブマウント表面６ａに実装した半導体レーザチップ７
およびホトダイオードチップ８は平行な平面上に位置し
ているので、これらを外部に電気的に接続するためのワ
イヤボンディング作業を簡単に、歩留まり良く行なえ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体の再生
・記録あるいはそれらの一方の動作を行なうための光ピ
ックアップ等に使用するのに適したレーザ光源と光検出
部とが一体的に組み込まれた構成の半導体レーザモジュ
ールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンパクトディスク（ＣＤ）等の光記録
媒体の再生を行なうための光ピックアップは、レーザ光
源であるレーザダイオードからの出射光を、対物レンズ
を介して光記録媒体の記録面に集光させ、当該記録面か
らの戻り光を光検出器により読み取る構成となってい
る。また、出射光が対物レンズを介して正確に目標とす
る記録面上のトラックに集光するように、対物レンズの
位置をトッラキング方向およびフォーカシング方向に微
小補正可能な機構が組み込まれている。このようなトラ
ッキング方向の補正、フォーカシング方向の補正を行な
うために、例えば、ホログラム光学素子等の回折格子を
用いて、出射光を３ビームに回折して、光記録媒体から
の戻り光から、トラッキング補正用のサーボ制御信号や
フォーカシング補正用のサーボ制御信号を得るようにし
ている。

【０００３】光ピックアップはその小型軽量化を実現す
るために、構成要素の小型軽量化について改良がなされ
ている。このうち、レーザ光源と光検出器を一体的に組
み付けることにより小型軽量化を図った構成が提案され
ている。

【０００４】例えば、特公平７−７００６５号公報に
は、半導体レーザチップと、トラッキングおよびフォー
カシング用の光検出素子であるホトダイオードとがパッ
ケージ内に封入された構成の受光素子パッケージ（半導
体レーザモジュール）が開示されている。ここに開示さ
れた受光素子パッケージにおいては、裏面側からリード
ピンが出ているステムの表面にヒートシンクが取付けら
れ、このヒートシンクの上面および側面にホトダイオー
ドチップおよび半導体レーザチップがそれぞれ配置され
ている。これらの各チップの電極は、ワイヤボンディン
グによって、ヒートシンクの外周等に配置されたリート
端子に電気的に接続され、ステム裏面側のリードピンを
介して外部回路との間で信号の授受が行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の半導体レー
ザモジュールにおいては、ホトダイオードチップが配置
されたヒートシンクの表面に対して、半導体レーザチッ
プは直交する側面に取付けられている。ワイヤボンディ
ングにおいては、ボンディング対象の部品が取付けられ
ている平面に高低差があっても、それらの面が平行であ
る場合には、実装作業の妨げには殆どならない。

【０００６】しかし、ボンディング対象の部品が平行で
ない表面にそれぞれ取付けられている場合には、これら
の部品のボンディングにおいては、ボンディングマシン
の姿勢を、それに応じて変更する必要がある。例えば、
上記のように直交する平面上にボンディング対象のホト
ダイオートチップおよび半導体レーザチップが配置され
ている場合には、例えば、一方の側の部品をボンディン
グした後に、ボンディングマシンの姿勢を９０度変更し
て、残りの部品のボンディングを行なう必要がある。あ
るいは、直交する面にボンディングが可能なキャピラリ
ーを備えた複雑なボンディングマシンを用いて実装を行
なう必要がある。

【０００７】このように平行でない平面上に配置されて
いる部品をボンディングすることは、その作業が困難で
あるので歩留まり低下することは勿論のこと、実装時間
が多く掛かり、製品価格の低減化の妨げとなってしま
う。

【０００８】本発明の課題は、このような従来の問題点
を解消することの可能な構成を備えた半導体レーザモジ
ュールを提案することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、半導体レーザチップと、当該半導体レ
ーザチップから出射されたレーザ光を反射する反射面
と、前記レーザ光の戻り光を受ける信号処理用受光素子
と、前記半導体レーザチップから出射されたレーザ光を
受けるモニター用受光素子とを有する半導体レーザモジ
ュールにおいて次の構成を採用するようにしている。す
なわち、平坦な表面を備えた半導体基板と、当該半導体
基板の表面に配置され、当該表面に対して略４５度傾斜
した前記反射面を備えたプリズムと、当該プリズムの前
記反射面に対峙するように前記半導体基板の表面に配置
され、当該半導体基板の表面と平行な表面を備えたサブ
マウントと、前記プリズムの前記反射面に対して主レー
ザ光を照射するように前記サブマウントの表面に配置さ
れた前記半導体レーザチップと、当該半導体レーザチッ
プから出射される副レーザ光を受けるように前記サブマ
ウントの表面に配置された前記モニター用受光素子と、
前記プリズムの反射面の直下に位置する前記半導体基板
の表面に少なくとも一つの受光面が形成されるように当
該半導体基板に作り込まれた前記信号処理用受光素子と
を有する構成を採用している。

【００１０】また、本発明の半導体レーザモジュール
は、上記の構成の代わりに、平坦な表面を備えた半導体
基板と、当該半導体基板の表面に配置され、当該表面に
対して４５度傾斜した前記反射面を備えたプリズムと、
当該プリズムの前記反射面に対峙するように前記半導体
基板の表面に配置され、当該半導体基板の表面と平行な
表面を備えたサブマウントと、前記プリズムの前記反射
面に対して主レーザ光を照射するように前記サブマウン
トの表面に配置された前記半導体レーザチップと、前記
反射面を介して前記プリズム内に入射した主レーザ光の
入射光成分による前記半導体基板の表面の照射領域に受
光面が位置するように当該半導体基板に作り込まれた前
記モニター用受光素子と、前記プリズムの反射面の直下
に位置する前記半導体基板の表面に少なくとも一つの受
光面が形成されるように当該半導体基板に作り込まれた
前記信号処理用受光素子とを有する構成を採用してい
る。

【００１１】このように構成した本発明の半導体レーザ
モジュールにおいては、各構成部品を平行な平面上に配
置することができる。従って、各構成部品のボンディン
グを簡単な作業により歩留まりよく、しかも短時間に行
なうことができる。このため、装置価格の低減化にも有
利である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した半導体レーザモジュールを説明する。

【００１３】図１に示すように、本発明の半導体レーザ
モジュール１はパッケージ２０に封入されて半導体レー
ザユニットとして使用される。勿論、レーザモジュール
１を封止パッケージングしないで用いる場合もある。本
例のパッケージ２０は、支持基板（ステム）２１と、こ
の上に取り付けたカップ状の封止用キャップ２２を備え
ている。これらによって形成される封止空間内におい
て、支持基板２１の表面に本発明を適用した半導体レー
ザモジュール１が搭載されている。ステム２１にはリー
ドピン２３が取付けられており、リードピン群２３を介
して、封入されている半導体レーザモジュール１の各構
成部分と外部との間で信号の授受が行なわれるようにな
ってる。

【００１４】半導体レーザモジュール１は、支持基板２
１の表面に配置した半導体基板３を備えており、この表
面は平坦な面３ａとなっている。この平坦な表面３ａに
はプリズム４が配置されている。プリズム４は、一定の
厚さの矩形板部分４ａと、この一方の側面４ｂの中央か
ら直角に突出した突出部分４ｃとを備え、この突出部分
４ｃの上面は、半導体基板３の表面３ａに対して４５度
の角度をなす斜面とされ、この斜面は反射膜５が形成さ
れた反射面となっている。反射面の傾斜角度は厳密に４
５度である必要はなく、概ね４５度であればよい。プリ
ズム４は、ガラスモールド部品あるいは樹脂モールド部
品とすることができる。

【００１５】この反射膜５に対峙する半導体基板表面３
ａの位置には、ヒートシンクとして機能する平板状のサ
ブマウント６が配置されている。このサブマウント６の
上面は、半導体基板表面３ａと平行な平坦な表面６ａと
なっている。この表面６ａにおける反射面５の側の部分
には、半導体レーザチップ７が配置されている。半導体
レーザチップ７は、そこから出射される主レーザ光Ｌ１
が反射面５に対して４５度の角度で入射する向きとなる
ように、その主レーザ光発光点７ａが反射面５に対峙し
ている。

【００１６】半導体レーザチップ７の背面側におけるサ
ブマウント６の表面６ａの部分には、モニター用受光素
子としてのホトダイオードチップ８が配置されている。
このホトダイオードチップ８によって、半導体レーザチ
ップ７から出射する副レーザ光Ｌ２を受光可能となって
いる。

【００１７】半導体基板３は、信号処理用受光素子を構
成するためのホトダイオード基板であり、ここには、半
導体製造プロセスによって、光記録媒体からの戻り光Ｌ
ｒからピット信号を検出するためのホトダイオード９１
と、このホトダイオード９１の両側に配列された２分割
型の４個のホトダイオード９２、９３、９４、９５とが
形成されている。これらのホトダイオード９１乃至９５
のうち、中央に位置するホトダイオード９１の受光面９
１ａは、プリズム４の反射面５の直下に位置する半導体
基板３の表面３ａの部分に形成されている。このよう
に、本例においては、信号処理用受光素子として、５個
のホトダイオード９１乃至９５を備えている。

【００１８】ここで、ホトダイオード９１乃至９５から
の出力を取り出すための端子パッド群１１が半導体基板
３の表面３ａの外周部分に形成されており、これらの端
子パッド群１１のそれぞれは、ワイヤボンディング２４
によって、支持板（ステム）２１の外周部分を貫通した
状態に取り付けた複数のリードピン群２３の対応するリ
ードピンに電気的に接続されている。

【００１９】また、ホトダイオードチップ８および半導
体レーザチップ７も、ワイヤボンディング２５によっ
て、リードピン群２３のうちの対応するリードビンに電
気的に接続され、リードピン群を介して、外部に信号が
取り出され、あるいは、外部から電力が供給されるよう
になっている。

【００２０】（光ピックアップ）図２には、上記構成の
半導体レーザモジュール１が組み込まれた光ピックアッ
プの光学系の一例を示してある。

【００２１】本例の光ピックアップの光学系では、半導
体レーザモジュール１が内蔵された半導体レーザユニッ
ト３０と光記録媒体３１との間に直線状の光路が形成さ
れている。この直線状の光路上に、半導体レーザモジュ
ール１の側から、ホログラム素子３２、１／４波長板３
３および対物レンズ３４がこの順序に配列さている。ホ
ログラム素子３２は、光軸Ｌｏとほぼ垂直に配置された
ガラス基板３５の表面に形成されている。

【００２２】半導体レーザモジュール１において半導体
レーザチップ７から出射された主レーザ光Ｌ１は、対向
配置されている反射面５によって直角に反射されて、光
軸Ｌｏに沿った方向に向けて半導体レーザユニット３０
から出射される。主レーザ光Ｌ１は、ガラス基板３５を
通過してホログラム素子３２によって５つの光ビームに
分割される。これらの分割光は、１／４波長板３３を介
して対物レンズ３４に導かれ、対物レンズ３４を介して
光記録媒体３１の記録面上に５つの光スポットとして集
束する。

【００２３】記録媒体３１の記録面で反射した５つの光
ビームの戻り光Ｌｒは、記録面で反射されて、再度、対
物レンズ３４を介して１／４波長板３３を通過する。１
／４波長板３３によって戻り光は偏光面が９０度回転さ
れる。したがって、ホログラム素子３２をそのまま通過
し、ガラス基板３５を介して半導体レーザモジュール１
に戻る。

【００２４】半導体レーザモジュール１に戻った５本の
光ビームは、半導体基板３に形成されている５個のホト
ダイオード９１乃至９５によって検出され、フォーカシ
ングエラー信号、トラッキングエラー信号およびＲＦ信
号が検出される。ここで、中央のホトダイオード９１の
直上には反射面５が形成されているので、このホトダイ
オード９１には、反射面５を通過した光が照射すること
になる。

【００２５】一方、半導体レーザチップ７の背面側から
出射した副レーザ光Ｌ２は、半導体レーザチップ７の背
面側に対向配置されているモニター用ホトダイオード８
に照射して、ここで検出される。このホトダイオード８
の検出信号に基づき、半導体レーザチップ７の出力制御
が行なわれる。すなわち、出射光Ｌ１の光量調整が行な
われる。

【００２６】このように本例では、出射光をホログラム
素子３２で５つの光ビームに分割することによって、信
号検出を行なっている。

【００２７】図３乃至図６を参照して、ホログラム素子
３２の作用、および信号検出原理を説明する。

【００２８】まず、図３に示すように、ホログラム素子
３２は、ほぼ光軸Ｌｏ上で記録媒体３１のトラックに沿
う方向と直交する方向に延びる分割線により二分割され
ている。この分割線を境にして、回折条件の異なる一対
の回折格子（凹凸状の格子）３２Ａ、３２Ｂが形成され
ている。これらの回折格子３２Ａ、３２Ｂは、格子間隔
および格子方向が異なっている。

【００２９】図３の原理図を用いて、このホログラム素
子３２の作用によって、回折０次と回折１次の光ビーム
が記録面上のどの位置に収束するのかを説明する。半導
体レーザモジュール１から出射して上側のホログラム素
子３２Ａに入射した光ビームのうち、回折されない０次
光は回折格子３２Ａを通過して対物レンズ３４に入射し
て、点Ｌ’に収束する。回折を受けた回折１次光は半導
体レーザモジュール１の位置Ｌを中心として、光軸対称
にある虚像Ａ＋、Ａ−に光源があるかのごとく対物レン
ズ３４に入射し、点Ａ’＋、Ａ’−に収束する。すなわ
ち、回折格子３２Ａを出射した光ビームは対物レンズ３
４によって、０次光に関してはＬと共役な点Ｌ’に、１
次光に関してはＡ＋、Ａ−の共役点Ａ’＋、Ａ’−に
と、それぞれ記録面上の対応した位置（共役点）に収束
する。

【００３０】半導体レーザモジュール１から出射して図
６の下側の回折格子３２Ｂに入射した光ビームについて
もこれと全く同様に考えることができる。０次光につい
ては、Ｌと共役な点Ｌ’に、１次光についてはＢ＋、Ｂ
−の共役点Ｂ’＋、Ｂ’−にそれぞれ収束する。したが
って、半導体レーザモジュール１の出射光は、ホログラ
ム素子３２の上下の回折格子３２Ａ、３２Ｂの作用によ
って回折０次と回折１次の光ビームとなり、対物レンズ
３４を通過した後に、光記録媒体３１の記録面上に
Ｌ’、Ａ’＋、Ａ’−、Ｂ’＋、Ｂ’−の５つの光スポ
ットとして収束することになる。

【００３１】図４には、形成される光スポットを光記録
媒体３１の記録面に対して垂直方向からみた様子を示し
てある。トラック３１１の中心の光スポット１００は回
折０次光であり、その他の４点は±１次の回折光であ
る。なお、ホログラム素子３２で回折格子の設けられて
いない部分を通過した光ビームは、回折０次光と同じ光
スポットに収束する。ここで、回折格子３２Ａの回折１
次光スポット１０１、１０３は中心の光スポット１００
に対して点対称の位置になり、回折格子３２Ｂの回折１
次光スポット１０２、１０４も中心の光スポット１００
に対して点対称の位置になる。それぞれのスポット位置
は各回折格子３２Ａ、３２Ｂのそれぞれの格子間隔と格
子方向を定めることで、各々の１次回折光をトラックの
適切な位置に収束させることができる。また、これらの
回折１次光の光スポットの概略形状は、各々の回折格子
開口形状のフーリエ変換として得られる。

【００３２】次に、光検出器であるホトダイオード９
（９１乃至９５）において受光される光スポットについ
て説明する。光記録媒体３１の記録面上の光スポット
は、光記録媒体３１で反射して再度対物レンズ３４を通
過して、ホトダイオード９の側の焦点面で再結像する。
ホトダイオード９の側の焦点面での光スポットの位置関
係は、記録面上の光スポットの位置関係と共役関係にな
る。したがって、対物レンズ３４と光記録媒体３１の位
置関係が光軸方向あるいは光軸と直交する方向に移動し
た場合、スポット位置およびスポット形状が、記録面と
ホトダイオード群８の側の焦点面上とで同様に変化す
る。

【００３３】図５を参照して、対物レンズ３４と光記録
媒体３１の位置関係の光軸方向の変化、すなわちフォー
カスずれに対するホトダイオード９の側の光スポットの
変化を説明する。

【００３４】合焦点では、図９（Ｂ）に示すように０次
光の光スポット２００を中心として回折格子３２Ａの回
折１次光の光スポット２０１、２０３と回折格子３２Ｂ
の回折１次光の光スポット２０２、２０４が上下に位置
し、全てが最小の光スポットを形成している。そして、
光スポット２００は中央のホトダイオード９１の受光面
９１ａの中心に、回折１次光の光スポット２０１乃至２
０４はホトダイオード９１の両側に一列に並べた２分割
ホトダイオード９２乃至９５の２分割受光面の分割線の
中心に位置する。

【００３５】一方、対物レンズ３４と光記録媒体３１の
距離が近づいた時には、図５（Ａ）に示すように０次光
の光スポット２００は位置の変化は無く径が大きくな
る。回折格子３２Ａの回折１次光の光スポット２０１、
２０３は回折格子３２Ａの開口形状に似た形に大きくな
りながら、その中心が図５の上側の移動する。

【００３６】回折格子３２Ｂの回折１次光の光スポット
２０２、２０４は、回折格子３２Ｂの開口形状に似た形
に大きくなりながら、その中心が図５の下側に移動す
る。この結果、回折１次光の光スポット２０１乃至２０
４は２分割ホトダイオード９２乃至９５の各片側に大半
が位置することになる。なお、図５は理想的な状態を示
してあるので、光スポットが片側のみに位置している
が、実際はボケ等により他方の側にも一部が位置する。

【００３７】上記とは逆に、対物レンズ３４と光記録媒
体の距離が遠くなった場合には、図５（Ｃ）に示すよう
に、０次光の光スポット２００は位置の変化は無く径が
大きくなる。回折格子３２Ａの回折１次光の光スポット
２０１、２０３は回折格子３２Ａの上下逆の開口形状に
似た形に大きくなりながら、その中心が図５の下側の移
動する。回折格子３２Ｂの回折１次光の光スポット２０
２、２０４は、回折格子３２Ｂの上下逆の開口形状に似
た形に大きくなりながら、その中心が図５の上側に移動
する。

【００３８】したがって、図６に示すように、各ホトダ
イオード９１乃至９５の出力のうち、２分割ホトダイオ
ード９２、９３の出力、２分割ホトダイオード９４、９
５の出力を、それぞれ比較器４０１、４０２で上下逆に
比較し、その結果を比較器４０３で比較するようにすれ
ば、フォーカシングエラー信号（ＦＥ信号）を得ること
ができる。

【００３９】一方、通常の３ビーム法と同様であり、図
６に示すように、２分割ホトダイオード９２、９３の出
力、２分割ホトダイオード９４、９５の出力を、それぞ
れ加算器４０４、４０５で加算し、その結果を比較器４
０６で比較することにより、トラッキングエラー信号
（ＴＥ信号）を得ることができる。トラッキングエラー
信号は、２分割ホトダイオード９２と９４の出力、ある
いは、２分割ホトダイオード９３と９５の出力だけでも
得ることができる。

【００４０】なお、ＲＦ信号に関しては、焦点合わせの
程度に応じて、０次光のビーム径が増減するのみで、常
にホトダイオード９１の受光面上にスポットが位置して
いる。このホトダイーオード９１の出力に基づきＲＦ信
号の検出が行なわれる。

【００４１】ここで、半導体レーザモジュール１の各部
分の配置位置の調整法について説明する。

【００４２】上記構成の光ピックアップの光学系におい
ては、半導体レーザチップ７の発光点７ａと、信号処理
用のホトダイオード群９の受光面との間の位置関係が、
光学的に共役な位置関係になる。すなわち、図１（Ａ）
における光路長ａとｂが等しい長さになる。これらの部
分が共役関係にある位置からずれると、ＦＲ（ピット）
信号の変調強度が最高となるポイントとフォーカス誤差
信号のゼロ位置がずれる、所謂フォーカスオフセットが
生ずる。

【００４３】本例の半導体レーザモジュール１において
は、プリズム４を半導体基板３の表面３ａの上におい
て、半導体レーザチップ７に対して接近および離間する
方向（図１のＺ方向）に移動させることにより、光路長
ａを調整して、これが光路長ｂと共役関係となるように
し、共役関係が成立した位置にプリズム４を固定するよ
うにしている。このように調整すれば、例えば、サブマ
ウント６に厚み誤差がある場合においても、それを補償
して、常に双方の部分を共役関係となる位置に設定する
ことができる。

【００４４】また、フォーカスオフセットが発生しない
ようにするためには、上記の場合とは直交する方向（図
１のＸ方向）における半導体レーザチップ７の位置調整
も必要である。このためには、戻り光Ｌｒの各ビームの
スポットが二分割型ホトダイオード９２乃至９５の受光
面における分割線上の中心に位置するように、半導体レ
ーザチップ７を発光させた状態で、これをサブマウント
６と一緒にＸ方向に向けて移動させればよい。

【００４５】このように、本例の半導体レーザモジュー
ル１においては、半導体基板３の平坦な表面３ａに配置
するプリズム４およびサブマウント６を前後左右に移動
させることにより、その配置関係を適切な状態となるよ
うに調整できる。平面上を移動させるのみで、各部分の
配置関係を調整できるので、調整作業が簡単であり、し
かも精度良く調整することができる。

【００４６】なお、半導体レーザチップ７が実装されて
いるサブマウント６のみを、Ｘ方向およびＺ方向に移動
して、上記の調整を行なってもよい。

【００４７】ここで、半導体レーザチップ７はサブマウ
ント６に実装されているので、一般には、サブマウント
６の表面６ａに絶縁層を形成し、これを介して、半導体
レーザチップ７が実装される。しかし、構造を簡素化す
るためには、絶縁層を省略することのが好ましい。この
場合には、半導体レーザチップ７のカソードと、半導体
基板３に形成されたホトダイオード９のアノードとを共
通電位となるように設定すればよい。

【００４８】次に、本例の半導体レーザモジュール１に
おいては、図１（Ｂ）に示すように、半導体基板３の外
周部分に、各ホトダイオード７、８からの検出出力電流
を電圧に変換するＩ／Ｖ変換回路等の回路部分１２を半
導体製造プロセスによって作り込むことができる。例え
ば、前述の図６に示す信号処理回路を作り込むことがで
きる。このようにすれば、これらの信号処理回路を外付
けする場合に比べて、半導体レーザユニットを小型コン
パクトに構成することができる。また、受光部と変換回
路間の配線を短くすることができ、Ｓ／Ｎの向上が図れ
る。

【００４９】（図１の半導体レーザモジュールの効果）
以上のように、本例の半導体レーザモジュール１におい
ては、フォーカシング誤差検出、トラッキング誤差検出
およびＦＲ（ピット）信号検出のためのホトダイオード
群９が作り込まれた半導体基板３の表面３ａに、半導体
レーザチップ７から発生された主ビームＬ１をホログラ
ム３５、対物レンズ３４等を介して光記録媒体３１の側
に導くための反射面５が形成されたプリズム４と、サブ
マウント６を配置し、このサブマウント４の表面６ａの
上に半導体レーザチップ７およびモニター用ホトダイオ
ード８を配置した構成を採用している。

【００５０】従って、半導体レーザチップ７およびホト
ダイオード８がサブマウント６の表面６ａに配置されて
いる。また、半導体基板３に作り込まれたホトダイオー
ド群９の外部接続用の端子パッド１１は当該基板表面３
ａに形成されている。このように、ボンディング対象の
部分が、同一平面上、あるいは平行な平面上に、配置さ
れ、あるいは形成されている。従って、これらを、ワイ
ヤボンディングによって、リードピン等に対して電気的
に接続する作業が簡単になる。また、その歩留まりも良
くなる。更には、高価なボンディングマシンを使用する
必要が無いので、装置価格の低減化にも有利である。

【００５１】一方、半導体基板３の表面３ａの上に配置
するプリズム４と、半導体レーザチップ７が実装された
サブマウント６の双方を当該表面３ａに沿って移動させ
ることにより、あるいは、半導体レーザチップ７が実装
されたサブマウント６のみを当該表面３ａに沿って移動
させることにより、フォーカスオフセットが生じないよ
うに各部分の位置調整を行なうことができる。従って、
この調整を簡単に行なうことができる。

【００５２】（半導体レーザモジュールの変形例）図７
には、上記の半導体レーザモジュール１の変形例を示し
てある。この図に示す半導体レーザモジュール４０は、
基本的な構成は上記のモジュール１と同様である。本例
の半導体レーザモジュール４０では、モニター用のホト
ダイオード４１も、半導体基板３に作り込んである。そ
して、その受光面４１ａには、プリズム４に形成した反
射面５を介してプリズム内に屈折入射した入射光Ｌ３が
照射するようになっている。

【００５３】ここで、入射光Ｌ３の入射角度が所定の角
度に満たないと、プリズム４の底面で入射光Ｌ３が全反
射してしまい、モニター用のホトダイオード４１の受光
面４１ａに入射光Ｌ３が到達しない場合がある。このよ
うな現象を避けるために、プリズム４の底面とモニター
用ホトダイオード４１の受光面４１ａとの間に全反射を
防ぐ接着剤を塗布して、プリズム４と半導体基板３とを
接着固定するとよい。あるいは、プリズム４の底面にＡ
Ｒコート（反射防止膜）を予め施しておいてもよい。

【００５４】なお、これ以外の構成は、図１に示す半導
体レーザモジュール１と同様であるので、それらの説明
は省略する。

【００５５】このように構成した半導体レーザモジュー
ル４０を用いた場合にも、上記の図１の示す半導体レー
ザモジュール１の場合と同様の作用効果を得ることがで
きる。

【００５６】なお、図１および図７に示す半導体レーザ
モジュール１、４０において、それらのプリズム４に形
成した反射面５の特性は次のように設定することが望ま
しい。すなわち、ＣＤ等のようにそれ程光量を必要とし
ない用途の場合には、反射面５を半透過膜によって形成
すればよい。これに対して、ＤＶＤ等のように光量を多
く必要とする用途の場合には、半導体レーザチップ７か
らの出射光Ｌ１（反射面５に対して例えばｓ偏光光）を
より多く反射させ、戻り光Ｌｒ（λ／４板によって偏光
面が９０度回転して、反射面５に対してはｐ偏光光とな
っている。）をより多く透過させる特性を備えた偏光膜
によって形成すればよい。

【００５７】また、上記の半導体レーザモジュール１、
４０においては、プリズム４は、反射面５が形成されて
いる部分のみを突出させた形状としてあり、信号処理用
のホトダイオード群９のうち、中央に位置するホトダイ
オード９１以外のホトダイオード９２乃至９５には、戻
り光Ｌｒが直接に照射するようになっている。戻り光Ｌ
ｒがプリズム４を通過すると、非点収差、コマ収差等が
生じて、ホトダイオード９２乃至９５において検出誤差
が発生するおそれがある。上記の各例では、このような
弊害は発生しない。なお、中央のホトダイオード９１
は、前述したように、所謂、光の有無のみを検出してい
るだけなので、プリズム４を通して戻り光Ｌｒを検出し
ても、非点収差、コマ収差等に起因する検出誤差は問題
とはならない。

【００５８】しかしながら、このような検出誤差を別の
方法で除去できれば、あるいは、このような検出誤差が
問題とはならない用途の場合には、プリズム４として
は、一定の厚さの平板の一つの側面を傾斜面としてそこ
に反射膜が形成された単純な形状のものとすることがで
きる。

【００５９】図８には、この形式のプリズム４Ａを備え
た半導体レーザモジュール４０Ａを示してある。この場
合には、半導体基板３に作り込まれたホトダイオード群
９の全てがプリズム４Ａによって覆われた状態になる。

【００６０】（光ピックアップの別の例）図９には、半
導体レーザモジュール１が組み込まれた光ピックアップ
の光学系の別の例を示してある。この図に示す光学系で
は、上記と同様な構成のホログラム素子３２が全反射ミ
ラー３７と１／４波長板３３の間に配置されている。し
たがって、半導体レーザモジュール１からの出射光は、
全反射ミラー３７により光路が立ち上げられてホログラ
ム素子３２に導かれる。出射光は、ホログラム素子３２
により回折されて５つの光ビームに分割され、分割光は
１／４波長板３３を介して対物レンズ３４に導かれ、光
記録媒体３１の記録面のうえの５つの光スポットとして
収束する。光記録媒体３１の記録面から反射した戻り光
は、対物レンズ３４を介して１／４波長板３３に到り、
ここを通過して偏光面が９０度回転される。したがっ
て、戻り光は、特定の偏光のみを回折するホログラム素
子３２を通過して全反射ミラー３７に到り、ここで反射
されて半導体レーザモジュール１に戻る。本例における
光検出動作は、上記の場合と同様である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザモジュールは、構成要素である半導体レーザチッ
プ、ホトダイオードチップ等のボンディングが必要な部
品、および、半導体基板上に作り込まれた回路部分の外
部接続用のパッドが同一平面上、あるいは、平行な平面
上に位置した構成となっている。従って、本発明によれ
ば、従来のように直交する平面上に各部品が実装されて
いるような場合とは異なり、ボンディング作業を簡単に
行なうことができ、歩留まりも改善できる。また、ボン
ディングマシンも廉価なものを使用できるので、装置価
格の低減化も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明を適用した半導体レーザモジュ
ールの各構成部分の配置関係を示す側面構成図、（Ｂ）
はその平面配置関係を示す平面構成図である。

【図２】図１のモジュールが組み込まれた光ピックアッ
プの光学系の例を示す概略構成図である。

【図３】図２のホログラム素子の作用を説明するための
説明図である。

【図４】光記録媒体の上に形成される光スポットの位置
を示す説明図である。

【図５】ホトダイオードの受光面に形成される戻り光の
光スポットの状態を示す説明図である。

【図６】ホトダイオードの出力に基づきフォーカシング
エラー信号、トラッキングエラー信号およびＲＦ信号を
生成するための回路構成を示す概略ブロック図である。

【図７】図１の半導体レーザモジュールの変形例を示す
側面構成図および平面構成図である。

【図８】図７の半導体レーザモジュールの変形例を光ピ
ックアップの光学系と共に示す説明図である。

【図９】半導体レーザモジュールを組み込み可能な光ピ
ックアップの光学系の別の例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１半導体レーザモジュール３半導体基板３ａ半導体基板の表面４プリズム５プリズムの斜面に形成した反射面６サブマウント６ａサブマウントの表面７半導体レーザチップ７ａ主レーザ光の発光点８モニター用ホトダイオードチップ９１乃至９５信号処理用ホトダイオード９２ａ乃至９５ａ、９２ｂ乃至９５ｂ２分割ホトダ
イオードの受光面１１、１２端子パッド２３リードビン群２４、２５ワイヤボンディングＬ１主レーザ光Ｌ２副レーザ光Ｌｒ戻り光Ｌｏ光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザチップと、当該半導体レー
ザチップから出射されたレーザ光を反射する反射面と、
前記レーザ光の戻り光を受ける信号処理用受光素子と、
前記半導体レーザチップから出射されたレーザ光を受け
るモニター用受光素子とを有する半導体レーザモジュー
ルにおいて、平坦な表面を備えた半導体基板と、当該半導体基板の表
面に配置され、当該表面に対して略４５度傾斜した前記
反射面を備えたプリズムと、当該プリズムの前記反射面
に対峙するように前記半導体基板の表面に配置され、当
該半導体基板の表面と平行な表面を備えたサブマウント
と、前記プリズムの前記反射面に対して主レーザ光を照
射するように前記サブマウントの表面に配置された前記
半導体レーザチップと、当該半導体レーザチップから出
射される副レーザ光を受けるように前記サブマウントの
表面に配置された前記モニター用受光素子と、前記プリ
ズムの反射面の直下に位置する前記半導体基板の表面に
少なくとも一つの受光面が形成されるように当該半導体
基板に作り込まれた前記信号処理用受光素子とを有する
ことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項２】半導体レーザチップと、当該半導体レー
ザチップから出射されたレーザ光を反射する反射面と、
前記レーザ光の戻り光を受ける信号処理用受光素子と、
前記半導体レーザチップから出射されたレーザ光を受け
るモニター用受光素子とを有する半導体レーザモジュー
ルにおいて、平坦な表面を備えた半導体基板と、当該半導体基板の表
面に配置され、当該表面に対して略４５度傾斜した前記
反射面を備えたプリズムと、当該プリズムの前記反射面
に対峙するように前記半導体基板の表面に配置され、当
該半導体基板の表面と平行な表面を備えたサブマウント
と、前記プリズムの前記反射面に対して主レーザ光を照
射するように前記サブマウントの表面に配置された前記
半導体レーザチップと、前記反射面を介して前記プリズ
ム内に入射した主レーザ光の入射光成分による前記半導
体基板の表面の照射領域に受光面が位置するように当該
半導体基板に作り込まれた前記モニター用受光素子と、
前記プリズムの反射面の直下に位置する前記半導体基板
の表面に少なくとも一つの受光面が形成されるように当
該半導体基板に作り込まれた前記信号処理用受光素子と
を有することを特徴とする半導体レーザモジュール。