JPS62173783A - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 ・ド発明は、半導体レーザ装置の製造方法に関する。

従来技術 従来技術の半導体１・−ザ装置では、１／−ザ尤を発振
ｒるたとえばレーザダイオードと、そのレーザ光を受光
するホトダイオードとが単一のパッケーノ内に組み込ま
れてｔ３ワ、このレーザダイオードな駆動する駆動回路
は、前記パッケージとは別に準備され、これらがたとえ
ば印刷配線基板に取付けられ相互に接続されていた。

発明が解決しようとする間運点 このような従来技術では、レーザダイオードとホトダイ
オードとが組み込まれｔこ前記パッケージと前記駆動回
路とを、印刷配線基板などに取付けで組み立てる際、辷
とえはイ乍業者の静？Ｉ！気などがレーザダイオードに
サージ電流として流入し、共振面を破壊してしまい、レ
ーザダイオードを磯叱させなくしてしまうという電属、
１．７．があった。

本発明の目的は、上述の間ｍ点を解決し、上述したよう
な半導体レーザ光発振素子のＶｔ壊を防止できるととら
に、レーザ光発振索子からのレーザ光の強度が所定の値
となるように、ｎｔ＋記レーし尤発振素子などを半導体
基板に一本的に形成した後に、駆動回路中の負荷抵抗の
値を調整変化することができる、半導体レーザ装置のｖ
１造方法を提供することである。

作　　泪 本発明に従えば、半導体基板に一体的にレーザ先発ｗＬ
素子と受光素子とレーザ光発振素子駆動回路とを一仮想
直線に沿って形成する。また、このように形成した後、
レーザ光発振素子からのレーザ光の強度が所定の値とな
るように、前記駆動回路中の負荷抵抗の値を調整変化す
る。したがってレーザ光発振素子と受光素子とが接続さ
れた印刷配線基板などに、別個に前記駆動回路を取付け
る操作が不必要となり、レーザ光発振素子の靜電気など
による破１裏を防ぐことがでさる。また、レーザ光発振
素子からのレーザ光の強度が所望する値と異なる場合で
あっても、駆動回路中の負荷抵抗の値を調整変化して、
レーザ光発振素子からのレーザ光が所望の値となるよう
にできる。

実施例 第１図は本発明の一実施例の半導体レーザ装置１の断面
図であり、第２図はＰｔ５１図の平面図である。第１図
および第２図を参照して、本実施例の−１”１９体レー
ザ装置１の構成とその製造方法について説明士る。本実
施例の半導体レーザ装ｒｌｌは、たとえば金属材料など
から成る冷却板２の一方表面に、シリコン基板３を形成
する。このシリコン基板３の冷却板２と反対側表面に、
レーザ光発振素子であるたとえばレーザダイオード４を
固着する。

またシリコン基板３の前記反対側表面のレーザダイオー
ド４が固着された部分以外の残余の領域に、いわゆるモ
ノシリツク集積回路（ＩＣ）を”ＳＩ造するプロセス技
術などを用いて、受光素子であるホトダイオード５お上
りレーザダイオード４の駆動回路６とを形成する。これ
らのレーザダイオード４、ホトダイオード５および駆動
回路Ｃは、図示しない構成によって相互に電気的に接続
されており、かつ仮想直＃Ｉノ１に沿って位置するよう
に形成される。

このように形成されたホトダイオード５の表面にプリズ
ム７を固着する。プリズム７はその長手方向と垂直な断
面が直角三角形状であり、その斜辺である反射面８は、
レーザダイオード４と反対側に位置するように配置され
る。すなわちレーザダイオード４の共振面９から発生さ
れるレーザ光は、ホトダイオード５が形成されているシ
リコン基板３の表面から垂直に延びる入射面１０に入射
し、反射面８で反射して接合面１１を介してホトダイオ
ード５に入射する。また前記駆動回路６には、後述され
るようにレーザダイオード４からの光出力を調整変化す
るための可変抵抗１２が形成される。

上述したような構成によって実現された本実施例におけ
る半導体レーザ装置１において、レーザダイオード４か
ら発生されたレーザ光は、一般に第１図の仮想線で示さ
れるレンズ１３によって集光される。このとき、レーザ
ダイオード４の共振面９からレンズ１３を臨んだ角度θ
１は、−Ｉｔに共振面９から発生されるレーザ光が拡散
する角度θ２よりも小さく、またこの拡散角θ２は製造
されたレーザグイオード１毎に異なる値を有する場＆が
ある。したがってレーザダイオード４から発ｔされｂレ
ーザ光強度を一定とすると、前記拡散角θ２が大きくな
るに従い、前記レンズ１３を通過するレーザ光の光量は
減少することになる。したがって製造されたレーザダイ
オード４の拡散角θ２が異なっても、レンズ１３を通過
する光量が等しくなるように、発生されるレーザ光強度
を変化することが求められる。

このような目的を実現するために、本実施例においては
下記のような操作が行なわれる。第１図に示すように、
レーザダイオード４に臨んで、前記レンズ１３の口径と
等しい口径のスリット１４を有する連光部材１５を配置
する。このスリット１４を通った光は、受光素子１Ｇに
よって受光され、その強度が測定される。この測定され
た光強度が所望の値となるように、前記可変抵抗１２の
抵抗値を後述するように調整変化する。

一般に前記可変抵抗１２は、１１９３図に示すように電
極１７．１８間に幅Ｄ１および長さＬｌであって、所定
の抵抗率ρを有する電気抵抗材料から成る抵抗回路１９
：こよって実現されている。このとき、前記抵抗回路１
９の幅Ｄ１を予め十分広く設定しておき、次にいわゆる
レーザトリミング技法を用いて、抵抗回路１９の幅を狭
くし、受光素子１Ｇによって検出される光量が所定の一
定値となるようにする。

第４図は半導体レーザ装置１の電気的構成を説明する回
路図である。レーザダイオード４、ホトダイオード５お
よび駆動回路６とは、相互にたとえば銅またはアルミニ
ウムなどの金属材料から成る回路配線によって接続され
ている。駆動回路６において定電圧Ｖｃｃが与えられる
ライン１１は、トランジスタＱのコレクタに接続される
。エミッタはレーザダイオード４の７ノード側に接続さ
れ、カソード側は接地される。ライン！１には、分岐ラ
イン！２、抵抗Ｒ１、定７Ｍ流源２０、ライン！３がこ
の順序で直列に接続され、ライン！３はレーザダイオー
ド４のカソード側に接続される。

また、前記ライン！１には分岐ラインノ４、可変抵抗１
２、ライン！５、ホトダイオ−１′５、ラインノロがこ
の順序で直列に接続され、ラインノ５にはホトダイオー
ド５のカソード側が接続され、ホトダイオード５のアノ
ード側に接続されるライン！６は、レーザダイオード４
のカソード１１１ＩＩに接続される。また、ライン！５
は演算増幅器２１の非反転入力端子に接続され、反転入
力端子は抵抗Ｒ１と定電流ｉ’２２０との接続点２２に
接続される。

１１図、第３図および第４図を参照して、本実施例の半
導体レーザ装置１に関して、前述したレーザダイオード
４の光出力の強度調整と、第４図示の回路によるレーザ
ダイオード４の光出力の調整動作について説明する。

■レーザダイオード４の光出力のレベル調整操作 前述したような工程によって第１１２１示のような半導
体レーザｖ装置１を製造した後、レーザダイオード４を
駆動してレーザ光を発生させる。二のレーザ光を受光素
子１６によって受光し、得られるレーザ光の強度が所定
の値となるように、可変抵抗１２を構成する抵抗回路１
つにレーザトリミングをイテない、抵抗回路１９の回路
幅Ｄ１を狭くする。このような操作によって抵抗回路１
９の有する下式で示される抵抗値Ｒ Ｒ＝ρＬｌ／Ｓ　　　　　　　　　　・・・（１）Ｓ；
抵抗回路９の断面積 においで、前記断面積Ｓが減少することになり、したが
って抵抗値Ｒが増大する。

第４図に示す電気回路において、可変抵抗１２の抵抗値
Ｒが増大すると、演算増幅器２１の非反転入力端子に与
えられる電圧レベルが低下し、したがってトランジスタ
Ｑのベースに与えられる電圧レベルも減少する。したが
ってレーザダイオード４に印加される電圧レベルも減少
し、レーザダイオード４の光出力ら低下する。このよう
にして第１図のスリット１４を通過し、受光素子１６に
よって受光されるレーザ光の強度を所望の値とすること
ができる。

■レーザダイオード４の光出力の自動調整動産　・第４
図の電気回路において、レーザダイオード１の光出力が
増大すると、ホトダイオード５の端子間電圧したがって
演算増１陥器２１の非反転入力端子にダ、えられる電圧
レベルが減少する。したがって演算増幅器２１の出方す
なわちトランジスタ。

のベース電圧が低下し、レーザダイオード４を駆動する
電圧レベルも減少し、その光出力ら低下する。

一方、レーザダイオード４の光出力が減少すると、ホト
ダイオード５の端子間電圧したがって演算増幅器２１の
非反転入力端子に与えられる電圧レベルは上昇し、トラ
ンジスタＱのベース電圧も増大する。したがってレーザ
ダイオード４を駆動ｆ７＋電圧レベルが上昇し、この光
出力も増大される。このようにしてレーザダイオード４
は可変抵抗１２への前記レーザトリミングによって設定
された抵抗値に従う光出力を自動的に推持する。

以上のように本実施例によれば、半導体レーザ装置１に
おいて、レーザダイオード４、ホトダイオード５、駆動
回路６をシリコン基板３に一体的に形成した。したがっ
て従来技術の項で説明したように、レーザダイオードお
よびホトダイオードが接続された印刷配線基板に駆動回
路を別個に取１・１ける際に、レーザダイオードに昂電
気が１１Ｌ大してレーザダイオードが破壊されることを
防ぐことができる。

まｒこ、可変抵抗１２を実現する抵抗回路１９を、前述
したようにいｈゆるレーザトリミングを行なう・ご抵抗
値を調整変化し、レーザダイオード４から発生さ！する
レーザ光のｖＷ記拡散角θ２が製造された各レーザダイ
オード４によってばらつきを生じている場合であっても
、この上うなレーザ光が遮光部材１５のスリ７ト１４を
介して受光素子１６によって受光される光強度を、所望
の値に一定とすることができる。したがってこのような
半導体レーザ装置１の実装時において、レンズ１３に入
射するレーザ光は、レーザダイオード４の前記拡散角θ
２のばらつきにも拘わらず、一定とされる。

また、レーザダイオード４からレンＸ′１３と反対方向
に発生されるレーザ光は、プリズム７に反射されてホト
ダイオード５に入射さｉするようにした。したがってこ
のようなレーザ光が駆動回路０に直接入射して、駆動回
路６の誤動作を発生させることを防ぐことができる。

効　　果 以上のように本発明に従えば、半導体基板に一体的にレ
ーザ光発振素子と受光素子とレーザ光発振素子駆動回路
とを一仮想直線に沿って形成し、レーザ光発振素子から
のレーザ光の強度が所定の値となるように、前記駆動回
路中の負荷抵抗の値を調整変化するようにした。したが
ってレーザ光発振素子から発生されるレーザ光に関して
、光軸と垂直な単位面積当たりの尤１を所望のレベルに
調整できる。すなわちレーザ光発振素子から発生される
レーザ光の拡散する角度にばらつきがある場合であって
も、前記負荷抵抗の値を′：Ｉ４整変化することによっ
て、発生されるレーザ光の強度を変化し、このようにし
て前記単位面積当たりのレーザ光の強度を所望の値に一
定にすることができる。

また、レーザ光発振素子からのレーザ光が反射手段によ
って反射されて受光素子に入射するようにした。したが
ってレーザ光が駆動回路に直接入射して、駆動回路の誤
動イヤを発生することを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の半導体レーザ装置１の断面
図、第２図は第１図の平面図、第３図は可変抵抗１２の
平面図、第４図は半導体レーザ装置】の′ｌ１７ｃ的Ｓ
成を説明する電気回路図である。 １・・・半導体レーザ装置、３・・・シリコン基板、４
・・・レーザダイオード、５・・・ホトダイオード、６
・・・駆動回路、７・・・プリズム、１２・・・可変抵
抗、１９・・・抵抗回路、ノド・・Ｖｆ、恕直線代理人
　　ｔｒ−埋土　西教　圭一部 箪　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体基板に一体的にレーザ光発振素子と受光素子とレ
   ーザ光発振素子駆動回路とを一仮想直線に沿って形成し
   、 レーザ光発振素子からのレーザ光の強度が所定の値とな
   るように前記駆動回路中の負荷抵抗の値を調整変化する
   ようにしたことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方
   法。