JPH11274654A - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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Publication number
JPH11274654A
JPH11274654A JP10358945A JP35894598A JPH11274654A JP H11274654 A JPH11274654 A JP H11274654A JP 10358945 A JP10358945 A JP 10358945A JP 35894598 A JP35894598 A JP 35894598A JP H11274654 A JPH11274654 A JP H11274654A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon substrate
face
laser chip
semiconductor laser
laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP10358945A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Nakanishi
秀行 中西
昭男 ▲吉▼川
Akio Yoshikawa
Takeshi Hamada
健 浜田
Yuichi Shimizu
裕一 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP10358945A priority Critical patent/JPH11274654A/en
Publication of JPH11274654A publication Critical patent/JPH11274654A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the main face of a silicon substrate from being inclining from a vertical direction and to improve the lift reception efficiency of a laser output detection photodiode, when a groove where a slope is formed on the silicon substrate of a face (100) by a face (111) and one slope is set to be a reflection mirror face reflecting emitted light from a semiconductor laser chip. SOLUTION: A groove formed by a face (111) is formed on the silicon substrate 20 of a face (100) having the off angle of 5-15 degree with a direction (100) as an axis. A face whose inclination is approximated to 45 degrees is set to be a reflection mirror face 21. A part of the main face 33 of the silicon substrate on a side facing the face is made to be lower than a peripheral main face 32 so as to form a recessed part. A semiconductor laser chip 13 is fixed so that an output face becomes parallel to the upper end ridge line of a face facing the reflection mirror face 21. A laser output detection photodiode is formed in a step part at the back of the semiconductor laser chip 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報処理、光計
測、光通信等に用いる半導体レーザ装置に関するもので
ある。
The present invention relates to a semiconductor laser device used for optical information processing, optical measurement, optical communication and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体レーザ装置を図6に示した
断面図を参照して説明する。
2. Description of the Related Art A conventional semiconductor laser device will be described with reference to a sectional view shown in FIG.

【0003】この構造は、素子固定台1の一側面の上方
にヒートシンク2を固定し、この上に半導体レーザチッ
プ(以後レーザチップと記す)3を固定し、レーザチッ
プ3の発光面とヒートシンク2の側面および素子固定台
1の上面を揃えるとともに、レーザチップ3の発光面と
は反対側にレーザ出力光検出用フォトダイオード4が載
置され、素子固定台1の上面に信号検出用フォトダイオ
ード5が載置されたものである。
In this structure, a heat sink 2 is fixed above one side surface of an element fixing base 1, a semiconductor laser chip (hereinafter referred to as a laser chip) 3 is fixed thereon, and a light emitting surface of the laser chip 3 and a heat sink 2 are fixed. The laser output light detecting photodiode 4 is mounted on the side opposite to the light emitting surface of the laser chip 3, and the signal detecting photodiode 5 is mounted on the upper surface of the element fixing base 1. Is placed.

【0004】次に、この構造の動作を説明する。レーザ
チップ3から図面の上方に出射された出射光6は、対象
物に反射されて反射光7として信号検出用フォトダイオ
ード5に入力され、信号処理される。一方、レーザチッ
プ3の出射光面の反対側から出射されるレーザ光は、レ
ーザ出力光検出用フォトダイオード4に入力され、レー
ザ光の強弱に対応した電流信号に変換される。この信号
をレーザチップ駆動回路にフィードバックさせてレーザ
光の出力を安定に制御する。
Next, the operation of this structure will be described. The emitted light 6 emitted from the laser chip 3 to the upper side of the drawing is reflected by the object, input to the photodiode 5 for signal detection as reflected light 7, and subjected to signal processing. On the other hand, the laser light emitted from the opposite side of the emission light surface of the laser chip 3 is input to the laser output light detecting photodiode 4, and is converted into a current signal corresponding to the intensity of the laser light. This signal is fed back to the laser chip drive circuit to stably control the output of the laser light.

【0005】この従来の構成では、信号検出用フォトダ
イオード5とレーザ出力光検出用フォトダイオード4は
素子固定台1に対して水平と水平に近い面内に固定させ
るのに対して、レーザチップ3は垂直面内に固定しなけ
ればならないので、組立作業効率が悪く、位置合わせ精
度に大きな問題があった。
In this conventional configuration, the signal detecting photodiode 5 and the laser output light detecting photodiode 4 are fixed in a plane that is horizontal and nearly horizontal with respect to the element fixing base 1, while the laser chip 3 Must be fixed in a vertical plane, the assembly work efficiency is poor, and there is a major problem in alignment accuracy.

【0006】この問題を解決する構造として、図7の断
面図に示すような半導体レーザ装置がある。
As a structure for solving this problem, there is a semiconductor laser device as shown in a sectional view of FIG.

【0007】この構造は、(100)面のシリコン基板
8に、両側の斜面が(111)面により形成されるV状
の溝が形成され、同溝の斜面のうち一方の面をレーザ出
射光を反射させる反射ミラー面9とし、これに対向する
面側のシリコン基板8の主面を他方の主面に対して低く
し、低くしたシリコン基板の主面とV状の溝の斜面とが
交わる稜線にレーザチップ3のレーザ光が出射される前
方端面が平行になるようにレーザチップ3が固定された
ものである。
In this structure, a V-shaped groove whose both slopes are formed by the (111) plane is formed in the (100) plane silicon substrate 8, and one of the slopes of the groove is formed by the laser emission light. The main surface of the silicon substrate 8 on the side facing the mirror surface 9 is made lower than the other main surface, and the lowered main surface of the silicon substrate intersects the slope of the V-shaped groove. The laser chip 3 is fixed so that the front end face from which the laser light of the laser chip 3 is emitted is parallel to the ridge line.

【0008】この構造によれば、レーザチップ3より、
水平方向に出射された出射光は反射ミラー面9で反射さ
れて、ほぼ上方へ取り出すことができる。これにより、
信号検出用フォトダイオード(図示せず)やレーザ出力
光検出用フォトダイオード(図示せず)をシリコン基板
8の主面に載置することができ、位置合わせ精度を上げ
ることができる。
According to this structure, the laser chip 3
The emitted light emitted in the horizontal direction is reflected by the reflecting mirror surface 9 and can be taken out substantially upward. This allows
A photodiode for signal detection (not shown) or a photodiode for laser output light detection (not shown) can be mounted on the main surface of the silicon substrate 8, and the alignment accuracy can be improved.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】(100)面のシリコ
ン基板8に、斜面が(111)面により形成されるV状
の溝を形成した場合、溝の反射ミラー面9とシリコン基
板8の表面に対する傾きθが約55°となるため、出射
光の中心軸はシリコン基板主面の垂直方向より約20°
傾いてしまうという問題点があった。
When a V-shaped groove whose slope is formed by the (111) plane is formed in the (100) plane silicon substrate 8, the reflection mirror surface 9 of the groove and the surface of the silicon substrate 8 are formed. Is about 55 °, the center axis of the emitted light is about 20 ° from the direction perpendicular to the main surface of the silicon substrate.
There was a problem of tilting.

【0010】また、各種用途のフォトダイオードをシリ
コン基板上に載置しなければならず、組立工程が複雑に
なるという問題点があった。
In addition, there has been a problem that photodiodes for various uses have to be mounted on a silicon substrate, which complicates an assembling process.

【0011】[0011]

【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、〈110〉方向を軸として5〜15゜のオフアン
グルを有する(100)面のシリコン基板上に、両側の
斜面が(111)面により形成される溝が形成され、同
溝の斜面のうち前記シリコン基板表面に対する傾きが4
5゜に近い面をレーザ光を反射させる反射ミラー面と
し、この面に対向する側の前記シリコン基板の主面の一
部を周囲の主面より低くして凹部が形成され、この反射
ミラー面に対向する面の上端稜線に対して半導体レーザ
チップの前方端面が平行になるように前記半導体レーザ
チップが前記シリコン基板の凹部に固定されるととも
に、半導体チップが固定されたシリコン基板上の前記半
導体レーザチップの後方の凹部の段差部にレーザ出力光
検出用フォトダイオードが形成されているものである。
According to the semiconductor laser device of the present invention, a (100) plane silicon substrate having an off angle of 5 to 15 ° with respect to the <110> direction is formed on a (100) plane silicon substrate, and both side slopes are (111) planes. A groove formed by the surface is formed, and the slope of the groove with respect to the surface of the silicon substrate is 4 °.
A surface close to 5 ° is a reflecting mirror surface for reflecting the laser beam, and a part of the main surface of the silicon substrate facing the surface is lower than the surrounding main surface to form a concave portion. The semiconductor laser chip is fixed to the concave portion of the silicon substrate so that the front end face of the semiconductor laser chip is parallel to the upper edge line of the surface facing the semiconductor chip, and the semiconductor on the silicon substrate to which the semiconductor chip is fixed is fixed. A photodiode for detecting laser output light is formed in a step portion of a concave portion behind a laser chip.

【0012】この構造によれば、シリコン基板の主面が
(100)面より5〜15゜のオフアングルを設けた面
になっているため、両側の斜面が(111)面により形
成された溝の反射ミラー面とシリコン基板の主面との角
度θを40゜≦θ≦50゜の範囲にすることができる。
このためレーザチップから出射されたレーザ光は反射ミ
ラー面で反射された後のレーザ光の中心軸をシリコン基
板主面に対してほぼ垂直方向にすることができる。
According to this structure, since the main surface of the silicon substrate is a surface provided with an off-angle of 5 to 15 degrees from the (100) plane, the inclined surfaces on both sides are formed by the (111) plane. The angle θ between the reflection mirror surface and the main surface of the silicon substrate can be in the range of 40 ° ≦ θ ≦ 50 °.
Therefore, the central axis of the laser light emitted from the laser chip after being reflected by the reflection mirror surface can be made substantially perpendicular to the main surface of the silicon substrate.

【0013】また、半導体レーザチップの後方の段差部
にレーザ出力光検出用フォトダイオードが形成されてい
るので、レーザチップ後方から出力された光の大部分を
レーザ出力光検出用フォトダイオードで受光することが
できるため、検出感度の非常に高いモニタが可能とな
る。
Further, since the laser output light detecting photodiode is formed at the step portion behind the semiconductor laser chip, most of the light output from the rear of the laser chip is received by the laser output light detecting photodiode. Therefore, monitoring with very high detection sensitivity is possible.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】(実施の形態1)本発明の半導体レーザ装
置の第1の実施の形態を図1に示した斜視図とA−A線
に沿った断面図を参照して説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention will be described with reference to the perspective view shown in FIG. 1 and a cross-sectional view taken along line AA.

【0016】これは、〈110〉方向を回転軸として約
10゜のオフアングルを持たせた(100)面のシリコ
ン基板10上に両側の斜面が(111)面により形成さ
れるV状の溝(以後V溝と記す)11が形成され、これ
らの斜面のうちシリコン基板10の表面に対する傾きθ
が45゜に近い方の面を反射ミラー面12とし、この面
に対向する側のシリコン基板の主面33を他方の主面3
2に対して低くし、更にこの反射ミラー面に対向する面
の溝上端稜線に対して半導体レーザチップ13の前方端
面が平行になるようにシリコン基板10の表面にレーザ
チップ13を固定した構造である。なお、反射ミラー面
12の表面には3000〜5000Åの金薄膜14が形
成されており、ミラーの反射率は90%以上になってい
る。また、レーザチップ13は発光部が下側になるよう
にはんだ材で固定されている。
This is because a V-shaped groove in which both inclined surfaces are formed by the (111) plane on the (100) plane silicon substrate 10 having an off angle of about 10 ° with the <110> direction as the rotation axis. (Hereinafter referred to as V-grooves) 11 are formed, and of these slopes, the inclination θ with respect to the surface of the silicon substrate 10 is formed.
Is the reflection mirror surface 12, and the main surface 33 of the silicon substrate on the side facing this surface is the other main surface 3.
2, and the laser chip 13 is fixed to the surface of the silicon substrate 10 such that the front end face of the semiconductor laser chip 13 is parallel to the upper edge of the groove on the surface facing the reflection mirror surface. is there. Note that a gold thin film 14 of 3000 to 5000 ° is formed on the surface of the reflection mirror surface 12, and the reflectance of the mirror is 90% or more. Further, the laser chip 13 is fixed with a solder material so that the light emitting portion is on the lower side.

【0017】この構造により、レーザチップ13から水
平方向に出射されたレーザ光は光路15に示すように反
射ミラーで反射されて垂直あるいは垂直方向に近い方向
へ進み、出力光として取り出される。
With this structure, the laser light emitted from the laser chip 13 in the horizontal direction is reflected by the reflection mirror as shown by the optical path 15, travels in the vertical or near vertical direction, and is extracted as output light.

【0018】また、シリコン基板の表面として約10゜
のオフアングルを持たせた(100)面を使用したが、
実際使用上5〜15゜のオフアングルを有する(10
0)面のものでもよい。このとき反射ミラー面のシリコ
ン基板の表面に対する傾きθを40゜≦θ≦50゜の範
囲におさえることができる。
The (100) plane having an off angle of about 10 ° was used as the surface of the silicon substrate.
It has an off-angle of 5 to 15 ° in actual use (10
0) plane. At this time, the inclination θ of the reflection mirror surface with respect to the surface of the silicon substrate can be kept within the range of 40 ° ≦ θ ≦ 50 °.

【0019】なお、このことは後に述べる他の実施の形
態においても同じことが言える。 (実施の形態2)次に、本発明の半導体レーザ装置の第
2の実施の形態について図2に示した斜視図および断面
図を参照して説明する。
The same can be said for the other embodiments described later. (Embodiment 2) Next, a second embodiment of the semiconductor laser device of the present invention will be described with reference to a perspective view and a sectional view shown in FIG.

【0020】これは、図1で説明したオフアングルを設
けた(100)面のシリコン基板10の主面32に対し
て低くした主面33の領域を図に示すように、シリコン
基板の端部まででなく、少なくともレーザチップ13が
収納できる領域とした構造であり、反射ミラー面12や
半導体レーザチップ13の構造は図1で説明した通りで
ある。
This is because the area of the main surface 33 which is lower than the main surface 32 of the (100) plane of the silicon substrate 10 provided with the off-angle described in FIG. The structure is not limited to this, and at least a region in which the laser chip 13 can be accommodated. The structures of the reflection mirror surface 12 and the semiconductor laser chip 13 are as described with reference to FIG.

【0021】(実施の形態3)次に、本発明の半導体レ
ーザ装置の第3の実施の形態について図3に示した断面
図を参照して説明する。
(Embodiment 3) Next, a third embodiment of the semiconductor laser device of the present invention will be described with reference to the sectional view shown in FIG.

【0022】これは、〈110〉方向を回転軸として約
10゜のオフアングルを持たせた(100)面のP型シ
リコン基板20上に、図1で示したV溝が形成され、こ
のV溝のシリコン基板20の表面に対する傾きが45゜
に近い方の面をレーザ光を反射させる反射ミラー面21
とし、この面に対向する側のシリコン基板の主面33を
他方の主面32に対して低くし、反射ミラー面のP型シ
リコン基板20側にn型の拡散領域22が形成され、反
射ミラー面21の上に絶縁用の酸化シリコン膜23と金
薄膜24が積層され、反射ミラー面21に対向する面の
上端稜線に対してレーザチップ13の前方端面が平行に
なるようにレーザチップ13がシリコン基板20に固定
された構造である。
The V-groove shown in FIG. 1 is formed on a (100) plane P-type silicon substrate 20 having an off-angle of about 10 ° with the <110> direction as a rotation axis. A reflection mirror surface 21 for reflecting a laser beam is formed on a surface having a groove whose inclination with respect to the surface of the silicon substrate 20 is closer to 45 °.
The main surface 33 of the silicon substrate facing this surface is made lower than the other main surface 32, and the n-type diffusion region 22 is formed on the P-type silicon substrate 20 side of the reflection mirror surface. An insulating silicon oxide film 23 and a gold thin film 24 are laminated on the surface 21, and the laser chip 13 is placed such that the front end surface of the laser chip 13 is parallel to the upper edge of the surface facing the reflection mirror surface 21. The structure is fixed to the silicon substrate 20.

【0023】なお、金薄膜24の膜厚を500〜100
0Åとして半透過膜とし、レーザ光の一部がP型シリコ
ン基板20とn型拡散領域22とで構成されたフォトダ
イオードに入射される構造である。
The thickness of the gold thin film 24 is set to 500 to 100.
This is a structure in which a semi-transmissive film is set as 0 °, and a part of the laser light is incident on a photodiode constituted by the P-type silicon substrate 20 and the n-type diffusion region 22.

【0024】この構造により、レーザチップ13から水
平方向に出射されたレーザ光は、一部は金薄膜24で形
成された半透過膜を通過してフォトダイオードに入射さ
れ、残りは半透過膜で反射されて光路25に示すように
垂直あるいは垂直に近い方向に進み、出力光として取り
出される。
With this structure, a part of the laser light emitted in the horizontal direction from the laser chip 13 passes through the semi-transmissive film formed of the gold thin film 24 and enters the photodiode, and the rest is a semi-transmissive film. The reflected light travels in the vertical or nearly vertical direction as shown in the optical path 25, and is extracted as output light.

【0025】なお、フォトダイオードに入射された光
は、その光強度に応じて電流信号に変換され、この電流
信号がレーザチップ駆動回路に帰還されてレーザ光の出
力を一定にさせるのに使用される。
The light incident on the photodiode is converted into a current signal according to the light intensity, and this current signal is fed back to the laser chip driving circuit and used to keep the output of the laser light constant. You.

【0026】(実施の形態4)次に本発明の半導体レー
ザ装置の第4の実施の形態について図4に示した断面図
を参照して説明する。
Embodiment 4 Next, a fourth embodiment of the semiconductor laser device of the present invention will be described with reference to the sectional view shown in FIG.

【0027】これは、〈110〉方向を回転軸として約
10゜のオフアングルを持たせた(100)面のP型シ
リコン基板20上に、図1で示したV溝が形成され、こ
のV溝のシリコン基板20の表面に対する傾きが45゜
の近い方の面をレーザ光を反射させる反射ミラー面21
とし、この面に対向する側のシリコン基板の主面33を
他方の主面32に対して低くし反射ミラー面に対向する
面の上端稜線に対してレーザチップ13の前方端面が平
行になるようにレーザチップ13がシリコン基板20に
固定され、レーザチップ13の後方のP型シリコン基板
20の主面32と主面33がなす段差にまたがってn型
拡散領域26が形成された構造である。
The V-groove shown in FIG. 1 is formed on a (100) plane P-type silicon substrate 20 having an off angle of about 10 ° with the <110> direction as a rotation axis. A reflection mirror surface 21 for reflecting a laser beam on a surface having a groove whose inclination with respect to the surface of the silicon substrate 20 is close to 45 °.
The main surface 33 of the silicon substrate on the side facing this surface is lowered with respect to the other main surface 32 so that the front end surface of the laser chip 13 is parallel to the upper edge of the surface facing the reflection mirror surface. The laser chip 13 is fixed to the silicon substrate 20, and the n-type diffusion region 26 is formed over the step formed by the main surface 32 and the main surface 33 of the P-type silicon substrate 20 behind the laser chip 13.

【0028】P型シリコン基板20とn型拡散領域26
で形成されるフォトダイオードは、レーザチップ13の
後端面から出射されたレーザ光を大部分受光し、その光
強度に応じて変換した電流信号を発生させる。この電流
信号をレーザチップ駆動回路に帰還させて、レーザチッ
プ13の前端面から出射されるレーザ光の強度を一定に
させるモニタ用として利用される。このように段差部に
フォトダイオードを形成することによりレーザ光の大部
分を受光することができるので、検出感度の非常に高い
モニタを可能とすることができる。
P-type silicon substrate 20 and n-type diffusion region 26
The photodiode formed by receives most of the laser light emitted from the rear end face of the laser chip 13 and generates a current signal converted according to the light intensity. This current signal is fed back to the laser chip drive circuit, and is used for monitoring to keep the intensity of the laser light emitted from the front end face of the laser chip 13 constant. By forming the photodiode at the step portion in this manner, most of the laser light can be received, so that monitoring with extremely high detection sensitivity can be made possible.

【0029】なお、レーザチップ13の前端面から水平
方向に出射されたレーザ光は、金薄膜が被覆された反射
ミラー面21で反射されて垂直あるいは垂直に近い方向
に進み、出力光として取り出される。
The laser light emitted in the horizontal direction from the front end face of the laser chip 13 is reflected by the reflecting mirror surface 21 coated with the gold thin film, travels vertically or almost vertically, and is extracted as output light. .

【0030】なお、27はレーザチップ13後端面より
出射されたレーザ光の光路、28はレーザチップ13前
端面より出射されたレーザ光の光路を示す。
Reference numeral 27 denotes an optical path of laser light emitted from the rear end face of the laser chip 13, and reference numeral 28 denotes an optical path of laser light emitted from the front end face of the laser chip 13.

【0031】(実施の形態5)次に、本発明の半導体レ
ーザ装置の第5の実施の形態について図5に示した斜視
図を参照して説明する。
Embodiment 5 Next, a fifth embodiment of the semiconductor laser device of the present invention will be described with reference to the perspective view shown in FIG.

【0032】この構造は、〈110〉方向を回転軸とし
て約10゜のオフアングルを持たせた(100)面のP
型シリコン基板20上に両側の斜面が(111)面によ
り形成されるV溝11が形成され、これらの斜面のうち
シリコン基板20の表面に対する傾きが45゜に近い方
の反射ミラー面12とし、この面に対向する側のシリコ
ン基板の主面33を他方の主面32に対して低くし反射
ミラー面に対向する面の溝上端稜線に対してレーザチッ
プ13の前方端面が平行になるようにシリコン基板20
の表面にレーザチップ13が固定され、レーザチップ1
3の後方の段差部にn型拡散領域を形成することにより
レーザ出力光検出用フォトダイオード29が形成され、
さらにシリコン基板20上に信号検出用フォトダイオー
ド30が形成されたものである。
This structure has a (100) plane P with an off angle of about 10 ° with the <110> direction as a rotation axis.
V-grooves 11 are formed on the silicon substrate 20 on both sides of which are formed by (111) planes. Of these inclined planes, the reflection mirror surface 12 whose inclination with respect to the surface of the silicon substrate 20 is closer to 45 °, The main surface 33 of the silicon substrate on the side opposite to this surface is lowered with respect to the other main surface 32 so that the front end surface of the laser chip 13 is parallel to the upper edge of the groove on the surface facing the reflection mirror surface. Silicon substrate 20
The laser chip 13 is fixed on the surface of the
A laser output light detecting photodiode 29 is formed by forming an n-type diffusion region in a step portion behind 3
Further, a photodiode 30 for signal detection is formed on a silicon substrate 20.

【0033】この構成により、レーザチップ13の前端
面から水平方向に出射されたレーザ光は、金薄膜が被覆
された反射ミラー面12で反射されて光路15に示すよ
うに垂直あるいは垂直に近い方向に進み、出力光として
取り出される。この出力光が対象物で反射された信号光
31は、信号検出用フォトダイオード30に入力され、
信号処理される。一方、レーザチップ13の後端面より
出射されたレーザ光は、レーザ出力光検出用フォトダイ
オード29に入力され、光強度に応じた電流信号に変換
される。この電流信号がレーザチップ駆動回路に帰還さ
れて、レーザチップの前端面より出射されたレーザ光の
出力を一定にさせるのに利用される。
With this configuration, the laser light emitted in the horizontal direction from the front end face of the laser chip 13 is reflected by the reflecting mirror surface 12 coated with the gold thin film, and as shown in the optical path 15, in the vertical or nearly vertical direction. And the light is extracted as output light. The signal light 31 whose output light is reflected by the object is input to the signal detection photodiode 30,
The signal is processed. On the other hand, the laser light emitted from the rear end face of the laser chip 13 is input to the laser output light detecting photodiode 29 and is converted into a current signal according to the light intensity. This current signal is fed back to the laser chip drive circuit, and is used to make the output of the laser light emitted from the front end face of the laser chip constant.

【0034】この構造によれば、レーザ出力光検出用フ
ォトダイオード29と信号検出用フォトダイオード30
を同一基板上に形成しているので小型に集積化すること
ができる。
According to this structure, the laser output light detecting photodiode 29 and the signal detecting photodiode 30
Are formed on the same substrate, so that they can be compactly integrated.

【0035】なお、実施の形態ではレーザ出力光検出用
と信号検出用のフォトダイオードを示したが、これに限
られることはなく、フォトダイオードから得られる信号
の増幅回路、レーザチップの駆動回路および光信号処理
回路等を同一基板上に形成することができる。
In the embodiment, the photodiodes for detecting the laser output light and for detecting the signal have been described. However, the present invention is not limited to this, and an amplifier circuit for a signal obtained from the photodiode, a driving circuit for a laser chip, and An optical signal processing circuit and the like can be formed over the same substrate.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の半導体レーザ装置によれば、
〈110〉方向を軸として5〜15゜のオフアングルを
有する(100)面のシリコン基板を用いて、両側の斜
面が(111)面により形成される溝を形成するので、
この(111)面のうち一つはシリコン基板の表面に対
する傾きが約45゜となり、この面を反射ミラー面とす
ることができるとともに、このミラー面に対向する面の
上端稜線に対して半導体レーザチップの前方端面が平行
になるように半導体レーザチップがシリコン基板に固定
されているため、レーザチップから水平方向に出射され
たレーザ光は反射ミラー面で反射されて、ほぼ垂直方向
に取り出すことができ、出射方向の位置合わせが簡単と
なる。
According to the semiconductor laser device of the present invention,
Using a (100) silicon substrate having an off angle of 5 to 15 ° with respect to the <110> direction as an axis, grooves formed on both sides by the (111) plane are formed.
One of the (111) planes has an inclination of about 45 ° with respect to the surface of the silicon substrate, and this plane can be used as a reflection mirror surface. Since the semiconductor laser chip is fixed to the silicon substrate so that the front end face of the chip is parallel, the laser light emitted from the laser chip in the horizontal direction is reflected by the reflection mirror surface and can be taken out almost vertically. The alignment of the emission direction can be simplified.

【0037】また、反射ミラー面に対向する側のシリコ
ン基板の主面の一部を周囲の主面より低くして凹部が形
成されているため、反射ミラー面でのレーザ出力光の反
射を多く取ることができ、効率を上げることができる。
In addition, since the concave portion is formed by lowering a part of the main surface of the silicon substrate on the side facing the reflecting mirror surface than the surrounding main surface, the reflection of the laser output light on the reflecting mirror surface is increased. And increase efficiency.

【0038】また、半導体レーザチップの後方の凹部の
段差部にレーザ出力光検出用フォトダイオードが形成さ
れているため、レーザチップの後方から出力された光の
大部分をレーザ出力光検出用フォトダイオードで受光す
ることができるため検出感度を高めることができる。
Also, since the laser output light detecting photodiode is formed at the step portion of the concave portion behind the semiconductor laser chip, most of the light output from the rear of the laser chip can be used for the laser output light detecting photodiode. , The detection sensitivity can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体レーザ装置のV溝およびシリコ
ン基板の主面を低くした領域を有する場合の斜視図と断
面図
FIG. 1 is a perspective view and a cross-sectional view of a semiconductor laser device of the present invention having a V-groove and a region where the main surface of a silicon substrate is lowered.

【図2】本発明の半導体レーザ装置の主面を低くした領
域をレーザチップが少なくとも収納できる領域に限定し
た場合の斜視図と断面図
FIG. 2 is a perspective view and a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to the present invention in which a region whose main surface is lowered is limited to a region where at least a laser chip can be stored;

【図3】反射ミラー面側にフォトダイオードが形成され
た本発明の半導体レーザ装置の断面図
FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device of the present invention in which a photodiode is formed on a reflection mirror surface side.

【図4】レーザチップの後方の段差部にフォトダイオー
ドが形成された本発明の半導体レーザ装置の断面図
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device of the present invention in which a photodiode is formed at a step portion behind a laser chip.

【図5】レーザチップを載置するシリコン基板上に各種
素子が形成された本発明の半導体レーザ装置の斜視図
FIG. 5 is a perspective view of a semiconductor laser device of the present invention in which various elements are formed on a silicon substrate on which a laser chip is mounted.

【図6】レーザチップが固定台に設置された従来の半導
体レーザ装置の断面図
FIG. 6 is a sectional view of a conventional semiconductor laser device in which a laser chip is mounted on a fixed base.

【図7】レーザチップがシリコン基板に設置された従来
の半導体レーザ装置の断面図
FIG. 7 is a sectional view of a conventional semiconductor laser device in which a laser chip is mounted on a silicon substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 シリコン基板 11 V状の溝(V溝) 12,21 反射ミラー面 13 半導体レーザチップ 14,24 金薄膜 15,25 光路 20 P型シリコン基板 22,26 n型拡散領域 23 酸化シリコン膜 27 レーザチップ後端面より出射されたレーザ光の光
路 28 レーザチップ前端面より出射されたレーザ光の光
路 29 レーザ出力光検出用フォトダイオード 30 信号検出用フォトダイオード 31 信号光 32 シリコン基板の主面 33 低くしたシリコン基板の主面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Silicon substrate 11 V-shaped groove (V groove) 12, 21 Reflection mirror surface 13 Semiconductor laser chip 14, 24 Gold thin film 15, 25 Optical path 20 P-type silicon substrate 22, 26 n-type diffusion region 23 Silicon oxide film 27 Laser chip Optical path of laser light emitted from rear end face 28 Optical path of laser light emitted from front end face of laser chip 29 Photodiode for detecting laser output light 30 Photodiode for detecting signal 31 Signal light 32 Main surface of silicon substrate 33 Reduced silicon Main surface of substrate

フロントページの続き (72)発明者 清水 裕一 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内Continuing from the front page (72) Inventor Yuichi Shimizu 1-1, Komachi, Takatsuki-shi, Osaka Matsushita Electronics Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 <110>方向を軸として5°〜15°
のオフアングルを有する(100)面のシリコン基板の
上に、両側の斜面が(111)面により構成される溝が
形成され、同溝の斜面のうち前記シリコン基板表面に対
する傾きが45°に近い面をレーザ光を反射させる反射
ミラー面とし、同反射ミラー面に対向する側の前記シリ
コン基板の主面の一部を周囲の主面より低くして凹部が
形成され、前記反射ミラー面に対向する面の上端稜線に
対して半導体レーザチップの前方端面がほぼ平行になる
ように前記半導体レーザチップが前記シリコン基板の凹
部に固定されるとともに、半導体レーザチップが固定さ
れたシリコン基板上の前記半導体レーザチップの後方の
凹部の段差部にレーザ出力光検出用フォトダイオードが
形成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
1. An angle of 5 ° to 15 ° about a <110> direction as an axis.
On the (100) silicon substrate having the off-angle of (1), a groove is formed in which both slopes are formed by the (111) plane, and the slope of the slope with respect to the silicon substrate surface is close to 45 °. The surface is a reflection mirror surface for reflecting the laser light, and a part of the main surface of the silicon substrate on the side facing the reflection mirror surface is made lower than the surrounding main surface to form a recess, and the concave surface is opposed to the reflection mirror surface. The semiconductor laser chip is fixed to the concave portion of the silicon substrate so that the front end surface of the semiconductor laser chip is substantially parallel to the upper edge line of the surface to be formed, and the semiconductor on the silicon substrate to which the semiconductor laser chip is fixed is fixed. A semiconductor laser device, wherein a laser output light detecting photodiode is formed in a step portion of a concave portion behind a laser chip.
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