JPH11110805A - 光ピックアップ用フォトダイオードアレイ - Google Patents

光ピックアップ用フォトダイオードアレイ

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JPH11110805A
JPH11110805A JP9281073A JP28107397A JPH11110805A JP H11110805 A JPH11110805 A JP H11110805A JP 9281073 A JP9281073 A JP 9281073A JP 28107397 A JP28107397 A JP 28107397A JP H11110805 A JPH11110805 A JP H11110805A
Authority
JP
Japan
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light receiving
receiving element
photodetector
photodiode array
semiconductor laser
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9281073A
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English (en)
Inventor
Etsuro Shimizu
悦朗 清水
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH11110805A publication Critical patent/JPH11110805A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 S/Nを向上させるため半導体レーザ光の光
量を増大させた場合でも受光素子間のリークを小さく抑
制することの可能な光ピックアップ用フォトダイオード
アレイを提供する。 【解決手段】 半導体レーザの出力強度検知用受光素子
Aと、ディスク信号光を受光する受光素子Bと、位置ず
れ信号を受光する受光素子Cと、これらの受光素子A,
B,Cを取り囲む受光素子Dとを配置して構成したフォ
トダイオードアレイにおいて、受光素子Dの幅の狭い部
分に、コンタクト32を介して直接受光素子Dに接続し
て、選択的にAl 配線層31を形成し、受光素子Aの近傍
から受光素子Dの端子D”までの抵抗値を低減し、受光
素子Dに発生する光キャリアを容易に排出できるように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスク装置
の光ピックアップ装置などに用いられるフォトダイオー
ドアレイに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、半導体レーザとの組合せからな
る従来の光ピックアップモジュールの一例を示す図であ
る。図2において、1は半導体レーザ、2はフォトダイ
オードアレイ、3はホログラム、4はプリズムである。
5は半導体レーザ1の放熱台であり、その厚さ寸法で半
導体レーザ1とフォトダイオードアレイ2とプリズム4
の光学的な位置合わせを行っている。
【0003】このような構成の光ピックアップモジュー
ルは、次のように動作する。まず半導体レーザ1から出
射されたレーザ光6は、プリズム4にて分割され、その
一部7はフォトダイオードアレイ2に入射する。フォト
ダイオードアレイ2は、このレーザ光7を受光素子Aに
て受光し、ここで半導体レーザ1の出力強度を検知す
る。プリズム4にて分割されたもう一方のレーザ光8
は、プリズム4の斜面にて反射した後に、ホログラム3
を通過し、ディスク9に照射される。ディスク9にて反
射した光10は、ホログラム3にてディスク信号光11と光
ピックアップモジュールの位置ずれ信号光12に分割され
た後に(ディスク信号光11は図2のXZ平面に分割さ
れ、位置ずれ信号光12はYZ平面に分割される)、ディ
スク信号光11はプリズム4を介してフォトダイオードア
レイ2の受光素子Bに入射し、ディスク9と光ピックア
ップモジュールの位置ずれ信号光12は、受光素子Cに入
射する。そして受光素子Bはディスク信号光11を読み取
り、受光素子Cはディスク9と光ピックアップモジュー
ルの位置ずれを検出する。
【0004】このように動作する光ピックアップモジュ
ールに使用するフォトダイオードには、受光部の感度
が高いこと、高速動作(>30MHz )すること、S
/Nが良いこと、表面の凹凸が小さいことが要求され
る。
【0005】図3は、このようなフォトダイオードアレ
イ2内の受光素子配置を示す一例である。フォトダイオ
ードアレイ2には、前述のように、半導体レーザ1の出
力強度検知用の受光素子A、ディスク信号光11を受光す
る受光素子Bと、位置ずれ信号光12を受光する受光素子
Cが配置され、更にこの他に、これら受光素子を取り囲
む受光素子Dが配置されている。これら受光素子の出力
端子を、それぞれA”〜D”で示す。各受光素子には表
面に反射防止膜を形成して感度を高めている。また、高
速動作を実現するために配線の下、Si 基板との間に厚
いSi 酸化膜を形成して配線容量を小さくすると共に、
受光素子を pin構造にして素子容量を小さくしている。
受光素子Dは、受光素子A〜CのS/N向上を目的に設
けられたもので、受光素子A〜Cよりはずれて入射した
光を吸収する役目をもっている。この実現のため受光素
子Dは受光素子A〜Cに近づけて配置されている。
【0006】図4は、図3のα−α’線におけるフォト
ダイオードアレイの断面図である。フォトダイオードア
レイ2は、1×1017cm-3以上の高濃度のn型Si 基板21
上に、1×1017cm-3以下の低濃度のn型エピタキシャル
層22を形成し、受光素子部には、エピタキシャル層22の
表面よりp型拡散層23を拡散形成して、いわゆる pin型
フォトダイオード構造を形成している。また、受光素子
部表面には、使用する半導体レーザの波長にて反射率が
最小となるように設計された反射防止膜24が形成されて
いる。このような反射防止膜24は、例えば、Si 酸化膜
とSi 窒化膜とを適切な膜厚で積層して得られる。図示
していないが、フォトダイオードはプリズムと接着する
ので、その表面には凹凸がないことが望ましい。このた
めフォトダイオードの配線は1層で形成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のピックアップモ
ジュールは、以上のように高感度・高速動作、高S/N
のものになっているが、よい一層の性能向上、特にS/
Nを向上させるには、半導体レーザの光量を増大させる
ことが必要である。しかしこの場合、フォトダイオード
アレイが扱う電荷量が増大し、これによって検出用の各
受光素子とそれを取り囲む周辺受光素子との間に、大き
なリーク電流が発生するという問題点が生じる。
【0008】このリーク電流の発生を、図5を用いて説
明する。図5において図3と同じ構成要素には同一の符
号を付して示している。半導体レーザの光量を増大した
場合に問題になるのは、受光素子Aとその周辺領域であ
る。これは受光素子Aには、図2に示したように半導体
レーザ1よりプリズム4を介しただけでレーザ光が入射
するからであり、一旦ホログラム3を介してモジュール
外部に出射・反射してきた光を扱う受光素子B,Cより
は、圧倒的に光量が大きい。また受光素子Aの周辺につ
いては、受光素子Aに照射されるレーザ光のスポット径
が受光素子Aの寸法よりも大きいため、受光素子Aをは
み出して受光素子Dの受光素子A周辺領域まで光が照射
されるので、この周辺領域も半導体レーザの光量を増大
させたときの問題となる。なお、受光素子Aに照射され
るレーザスポット径が受光素子Aよりも大きいのは、半
導体レーザと光ピックアップモジュールとに多少の位置
合わせずれがあっても、半導体レーザの強度を検出でき
るようにするためである。なお、図5において、A’,
B’,C’は各受光素子A,B,Cに照射されるレーザ
光の照射範囲を示す。
【0009】このような受光素子A,Dと半導体レーザ
光の照射位置との関係により、受光素子Dは、受光素子
Aに近い領域でかなり大きな光信号を扱うことになるわ
けであるが、ここで受光素子Dで発生した光キャリアの
流れが問題になる。この光キャリアはn型エピタキシャ
ル層で発生した正孔であり、この正孔はp型拡散層で形
成された受光素子内を通過して、端子D”より外部に電
流として取り出されるように流れる。端子D”より取り
出される電流Iは、I=V/R(ここでRは受光素子D
の拡散抵抗、Vは受光素子Dに印加される逆バイアス電
圧)で制限される。現実的な数字として、R=1kΩ、
V=2Vを設定すると、I=2mAとなり、この受光素
子Dは2mA分の光キャリアしか扱う能力がないという
ことになる。ところが実際には、例えば半導体レーザ光
が10mWで照射される場合に、受光素子Dで4mA分の
キャリアが発生し、端子D”より取り出せないキャリア
が生ずる。このキャリアは、受光素子Dの電位を逆バイ
アス電圧が小さくなるように変え、ついにはこの受光素
子Dに印加される実効的な逆バイアス電圧を0Vとす
る。このような状態になると、受光素子Dより受光素子
Aへ光キャリアが漏れ、受光素子AのS/Nが劣化する
こととなる。
【0010】本発明は、従来の光ピックアップモジュー
ルにおける上記問題点を解消するためになされたもの
で、半導体レーザの光量を増大させた場合でも、受光素
子間のリークを小さく抑制することの可能な光ピックア
ップ用フォトダイオードアレイ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】上記問題点を解決するた
め、本発明は、半導体レーザを光学部品を通して、光デ
ィスク上に集光し、光ディスクからの反射光を受光し
て、ディスク情報を読み取る光ピックアップ装置内に設
けられたフォトダイオードアレイにおいて、複数の受光
素子領域と、該受光素子領域を取り囲むようにレイアウ
トされた周辺受光素子領域とを有し、該周辺受光素子領
域内の少なくとも一部に電気的に接続されたAl 配線領
域を備えていることを特徴とするものである。
【0012】このように構成したフォトダイオードアレ
イにおいては、周辺受光素子領域の抵抗値を小さくでき
るので、周辺受光素子領域で発生した光キャリアを、こ
の周辺受光素子領域の端子より容易に排出することが可
能となる。したがって、半導体レーザの出力を大きくし
ても、周辺受光素子領域より受光素子領域へのリーク電
流を小さく抑制することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図1の(A),(B)は、本発明に係るフォトダイ
オードアレイの実施の形態の素子配置図と、その一部を
拡大して示す図である。受光素子A〜Dの配置態様は図
3に示した従来例と同様であるので、その説明は省略
し、またレーザ光スポットの照射位置A’〜C’は、図
5に示した従来例と同じであるので図示を省略する。ま
た、図示しないが、フォトダイオードアレイの断面構造
も従来例と同じである。本発明と従来例との違いは、受
光素子Dの一部分に形成されたAl 配線層31を設けてい
る点である。このAl 配線層31は、コンタクト32を介し
て受光素子Dに直接接合されている。またこのAl配線
層31は、受光素子Dの幅の狭い部分に選択的に形成され
ている。
【0014】このように構成されたフォトダイオードア
レイを、従来例の構成の光ピックアップモジュールに使
用した場合、受光素子D内で受光素子Aに近い位置から
端子D”までの抵抗値が小さくなるので、半導体レーザ
の出力が増大して受光素子Dに入射する光量が増えて
も、ここで発生した光キャリアを滞りなく端子D”にま
で排出することが可能となる。このような動作により、
半導体レーザの光量を増大させた場合にも、リーク電流
を小さく抑制することが可能である。
【0015】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明によれば、周辺受光素子領域内の少なくとも
一部に電気的に接続されたAl 配線領域を設けているの
で、光半導体レーザの光量を増大させた場合にも、受光
素子間のリーク電流を小さく抑制することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光ピックアップ用フォトダイオー
ドアレイの実施の形態を示す素子配置図及びその一部を
拡大して示す図である。
【図2】従来の光ピックアップモジュールの構成を示す
図である。
【図3】従来のフォトダイオードアレイ内の素子配置を
示す図である。
【図4】従来のフォトダイオードアレイの断面構造を示
す図である。
【図5】従来のフォトダイオードアレイの問題点を説明
するための図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 フォトダイオードアレイ 3 ホログラム 4 プリズム 5 放熱台 6,7,8,10,11,12 レーザ光 9 ディスク 21 高濃度n型Si 基板 22 低濃度n型エピタキシャル層 23 p型拡散層 24 反射防止膜 25 Si 酸化膜 31 Al 配線層 32 コンタクト A,B,C,D 受光素子 A’,B’,C’ レーザ光の照射範囲 A”,B”,C”,D” 端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザを光学部品を通して、光デ
    ィスク上に集光し、光ディスクからの反射光を受光し
    て、ディスク情報を読み取る光ピックアップ装置内に設
    けられたフォトダイオードアレイにおいて、複数の受光
    素子領域と、該受光素子領域を取り囲むようにレイアウ
    トされた周辺受光素子領域とを有し、該周辺受光素子領
    域内の少なくとも一部に電気的に接続されたAl 配線領
    域を備えていることを特徴とする光ピックアップ用フォ
    トダイオードアレイ。
JP9281073A 1997-09-30 1997-09-30 光ピックアップ用フォトダイオードアレイ Withdrawn JPH11110805A (ja)

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JP9281073A JPH11110805A (ja) 1997-09-30 1997-09-30 光ピックアップ用フォトダイオードアレイ

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JPH11110805A true JPH11110805A (ja) 1999-04-23

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ID=17633951

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JP9281073A Withdrawn JPH11110805A (ja) 1997-09-30 1997-09-30 光ピックアップ用フォトダイオードアレイ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7545156B2 (en) 2006-04-26 2009-06-09 Panasonic Corporation Test circuit and test method that includes supplying a current to a plurality of light-receiving elements

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Effective date: 20041207