JPS6390887A - Optical apparatus - Google Patents
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Landscapes
- Optical Head (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
A、産業上の利用分野
B1発明の概要
C1背景技術[第7図、第8図]
D1発明が解決しようとする問題点
E9問題点を解決するための手段
F1作用
G、実施例[第1図乃至第6図]
H9発明の効果
(A、産業上の利用分野)
本発明は光学装置、特に発光素子からの光をプリズムに
よって外部に反射し、外部からの戻り光をプリズムによ
って受光素f〜に桿くようにした光学装置に関する。Detailed description of the invention A. Industrial field of application B1 Overview of the invention C1 Background art [Figures 7 and 8] D1 Problems to be solved by the invention E9 Means for solving the problems F1 Effects G. Examples [Figures 1 to 6] H9 Effects of the invention (A. Field of industrial application) The present invention reflects light from an optical device, particularly a light emitting element, to the outside by a prism, and returns the light from the outside. The present invention relates to an optical device in which light is directed to a light receiving element f through a prism.
(B、発111の概要)
本発明は1発光素子からの光をプリズムによって外部に
反射し、外部からの戻り光をプリズムによって受光素f
−に導くようにした光学装置におい製造の簡単化、高錆
度化、小型化、低コスト化を図るため、
プリズム、その表面又は裏面に形成される受光素子及び
発光素子を一体に形成するようにしたものである。(B. Outline of light emission 111) The present invention reflects light from one light emitting element to the outside by a prism, and returns light from the outside to the light receiving element f.
In order to simplify manufacturing, increase rust resistance, reduce size, and reduce costs, optical devices designed to lead to This is what I did.
(C,背景技術)[第7図、第8図]
コンパクトディスプレイヤー、レーザーディスクプレイ
ヤー笠に信号読取用として用いられる光学ヘットは従来
においては回折格子により3本のビーム(1本の主ビー
ムと2本の副ビーム)をつくり、3ビーム法によりトラ
ッキングを行い、そして、シリンドリカルレンズを用い
た非点収差法によりフォーカシングを行うタイプのもの
が多く用いられていた。(C, Background Art) [Figures 7 and 8] In the past, optical heads used for signal reading in compact display players and laser disc player caps have three beams (one main beam and one main beam) using a diffraction grating. Many types were used in which two sub-beams were created, tracking was performed using a three-beam method, and focusing was performed using an astigmatism method using a cylindrical lens.
しかしながら、このような従来の光学ヘッドは発光素子
(レーザダイオード)、回折格子、ビームスプリッタ、
対物レンズ、シリンドリカルレンズ、受光素r・等非常
に多くの部品からなり、使用する部品全体の価格が高く
なるだけでなく、上記各光学部品を所定の位置関係にな
るように組)γて、非常に高い精度で調整しなければな
らないので、光学部品の組立、調整のコストも非常に高
くなった。そして、光学ヘットの構成光学部品の多いこ
とは必然的に光学ヘッドの小型化を制約し、延いてはコ
ンパクトディスプレイヤー、ビデオディスプレイヤーの
小型化を阻んだ。However, such conventional optical heads include light emitting elements (laser diodes), diffraction gratings, beam splitters,
It consists of a large number of parts, such as an objective lens, a cylindrical lens, and a light receiving element, which not only increases the price of the parts used as a whole, but also requires that each of the above optical parts be assembled in a predetermined positional relationship. Since adjustments must be made with extremely high precision, the cost of assembling and adjusting optical components has also become extremely high. Furthermore, the large number of optical parts constituting an optical head inevitably restricted the miniaturization of the optical head, which in turn hindered the miniaturization of compact display players and video display players.
そこで、本願出願人会社においては、第7図、第8図に
示すような光学装置を用いた光学ヘッドを開発し、それ
に関する名種の提案を特願昭61−38576、特願昭
61−126318、特願昭61−38575等により
行った。Therefore, the applicant company has developed an optical head using an optical device as shown in FIGS. 126318, Japanese Patent Application No. 61-38575, etc.
図面において、aは光学装置で、レーザダイオードbを
錫半田等によってSi基板Cに固定すると共に3Si基
板Cに光検出器d、e、f、gを形成し、ガラスからな
る断面台形のプリズムhを接着剤によって光検出器d、
e、f上に固定したものである。In the drawing, a denotes an optical device, in which a laser diode b is fixed to a Si substrate C by tin soldering or the like, photodetectors d, e, f, and g are formed on the 3Si substrate C, and a prism h made of glass and having a trapezoidal cross section is formed. the photodetector d by glue,
It is fixed on e and f.
上記プリズムhはレーザダイオードbに対向している傾
斜面iと、Si基板Cに対接している而jのうちの光検
出器fの近傍以外の部分とが半透明反射面となっており
、その而jと対向する内面には内面反射面となっている
。The prism h has an inclined surface i facing the laser diode b, and a portion of the prism j facing the Si substrate C other than the vicinity of the photodetector f, which is a semi-transparent reflective surface. The inner surface facing J is an internal reflective surface.
光検出器d、eは、第8図に示すように、それぞれ一定
の方向に並べられた3個の光検出部d1〜d3、el−
e3を有し、これらの光検出部dlNd3、e1〜e3
は演算増幅器R,〜nに接続されている。As shown in FIG. 8, the photodetectors d and e are three photodetectors d1 to d3 and el- arranged in a fixed direction, respectively.
e3, and these photodetecting parts dlNd3, e1 to e3
are connected to operational amplifiers R, ~n.
光検出器fは4個の光検出部を打し、トランキング検出
に用いられる。また、光検出器gはレーザダイオード’
bの自動出力制御をするためのモニターとして用いられ
る。The photodetector f hits four photodetectors and is used for trunking detection. In addition, the photodetector g is a laser diode'
It is used as a monitor for automatic output control of b.
このような光学装置では、レーザダイオードbから射出
されたレーザビーム0の一部が傾斜面iで反射され、図
示しない光学装置封入キャップの対物レンズを透過して
コンパクトディスク等の光学記録媒体に照射され、そこ
で反射される。反射されたレーザビームは上記対物レン
ズを′JtL過してプリズムhの傾斜面iに戻り、傾斜
面iに戻ったる。ところが、面jのうちで光検出器dの
近傍は半透明反射面であるのでビーム0の一部は面jを
透過して光検出器dに入射し、残りのビーム0は面jに
て反射される。In such an optical device, a portion of the laser beam 0 emitted from the laser diode b is reflected by the inclined surface i, passes through an objective lens of an optical device enclosing cap (not shown), and is irradiated onto an optical recording medium such as a compact disk. and is reflected there. The reflected laser beam passes through the objective lens 'JtL, returns to the inclined surface i of the prism h, and returns to the inclined surface i. However, since the surface j near the photodetector d is a semi-transparent reflective surface, a part of the beam 0 passes through the surface j and enters the photodetector d, and the remaining beam 0 is reflected at the surface j. reflected.
而jによって反射されたビーム0は、而kによって反射
されて、再度面jに入射する。そして、而jへ入射した
ビーム0の一部が光検出器eへ入射し、残部はこの而j
及び而kによって反射されて光検出器fへ入射する。The beam 0 reflected by j is reflected by k and enters the surface j again. Then, a part of the beam 0 incident on j is incident on the photodetector e, and the remainder is
, and is reflected by k and enters the photodetector f.
そしてこの光学装置aでは、光学記録媒体がビーム0の
収束点に位置している場合にこの収束点の共役点か而に
上に位置する様に、プリズムhの大きさ等が設定されて
いる。従ってfrJ8図に示すように、検出器d、e−
[におけるビーム0のスポットPは、光学記録媒体がビ
ーム0の収束点に位置している場合は互いに等しい大き
さを打しており、光学記録媒体かビーム0の収束点がら
ずれることによって一方が大きくなると他方か小さくな
る。In this optical device a, the size of the prism h is set so that when the optical recording medium is located at the convergence point of beam 0, it is located above the conjugate point of this convergence point. . Therefore, as shown in figure frJ8, the detectors d, e-
When the optical recording medium is located at the convergence point of beam 0, the spots P of beam 0 in When one gets bigger, the other gets smaller.
フォーカスエラーはに対応した信号が得られる。A signal corresponding to the focus error is obtained.
従って、演算増幅器nから得られる信号をフォーカス誤
差信号としてフォーカスサーボ系を駆動ずればフォーカ
シングができる。Therefore, focusing can be performed by driving the focus servo system using the signal obtained from the operational amplifier n as a focus error signal.
しかして、このような光学装置を用いれば非常に小型で
部品数が少なく、比較的組立が容易な光学ヘッドを提供
することができる。従って、第7図に示す構造の光学装
置はコンパクトディスクプレイヤー等の低価格化、小型
化に貢献することか期待できる。Therefore, by using such an optical device, it is possible to provide an optical head that is extremely small, has a small number of parts, and is relatively easy to assemble. Therefore, it is expected that the optical device having the structure shown in FIG. 7 will contribute to the reduction in cost and size of compact disc players and the like.
(D 発明が解決しようとする問題点)ところで、上記
プリズムhは現在の技術ではガラスを研摩して加工しな
ければならず、プリズムの小型化、低コスト化を図るこ
とが難しく、そのため光学装置aをより小型化すること
がプリズムhによって制約され、また、光学装置aの製
造コスト全体に占めるプリズムhの製造コストの割合が
大きくなり、光学装置aのより一層の小型化、低価格化
が阻まれる。(Problem to be solved by the invention) By the way, with the current technology, the prism h has to be processed by polishing glass, making it difficult to reduce the size and cost of the prism. Further miniaturization of optical device a is restricted by prism h, and the manufacturing cost of prism h occupies a large proportion of the total manufacturing cost of optical device a, making it difficult to further reduce the size and price of optical device a. blocked.
そこで、本発明は光学装置の高精度化、小型化、製造の
簡単化、低コスト化を図ることを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to improve the precision, reduce the size, simplify manufacturing, and reduce cost of an optical device.
(E、問題点を解決するための手段)
本発明光学装置は上記問題点を解決するため、発光素子
からの光をプリズムによって外部に反射し、外部からの
戻り光をプリズムによって受光素子に導くようにした光
学装置において、プリズム、その表面又は裏面に形成さ
れる受光素子及び発光素子を結晶体を材料として一体に
形成してなることを特徴とするものである。(E. Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the optical device of the present invention reflects the light from the light emitting element to the outside by a prism, and guides the returned light from the outside to the light receiving element by the prism. This optical device is characterized in that the prism, the light-receiving element and the light-emitting element formed on the front or back surface of the prism are integrally formed using a crystal material.
(F、作用)
本発明光学装置によれば、プリズムを発光素子及び受光
素子と一体にしたので半導体デバイスの製造技術を駆使
してつくることができ、従って、ガラスを研摩して一つ
の独立した部品としてのプリズムをつくる必要がなく、
高蹟度で小型につくることができ、しかも大量生産が可
能になる。そして、プリズム、発光素子、受光素子の間
の位置はt導体デバイス製造に用いられるリングラフィ
技術によって高蹟度に位置決めすることができ、組立、
そして組立後の調整なるものを必要としない。従って、
光学装置そしてそれを用いた光ピツクアップの小型化、
高精度化、低コストを図ることができる。(F. Effect) According to the optical device of the present invention, since the prism is integrated with the light-emitting element and the light-receiving element, it can be manufactured by making full use of semiconductor device manufacturing technology. There is no need to make prisms as parts,
It can be manufactured in a small size with a high degree of strength, and mass production is also possible. The positions between the prism, light-emitting element, and light-receiving element can be precisely determined using phosphorography technology used in manufacturing T-conductor devices.
And no adjustment is required after assembly. Therefore,
Miniaturization of optical devices and optical pickup using the same,
High precision and low cost can be achieved.
(G、実施例)[第1図乃至第6図コ
以下、本発明光学装置を図示実施例に従って詳細に説明
する。(G. Embodiment) [FIGS. 1 to 6] The optical apparatus of the present invention will be explained in detail according to the illustrated embodiments below.
第1図は本発明光学装置の第1の実施例を示す断面図で
ある。図面において、1はn型のAlxGa、−xAs
からなる結晶基板であり、そのXは例えば0.3である
。A I O,3G a 0.7Asの結晶はビテオデ
ィスクブレイヤー等のイに1号の読み取りに使用される
780nmの波長のレーサービームに対しては透明であ
り、プリズムとして充分に機能し得るので本光学装置の
結晶基板1裏面である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the optical device of the present invention. In the drawings, 1 is n-type AlxGa, -xAs
It is a crystal substrate consisting of, and its X is, for example, 0.3. The crystal of A I O, 3G a 0.7As is transparent to the laser beam of 780 nm wavelength used for the reading of Ai No. 1 of the Viteo Disc Brayer, etc., and can function well as a prism, so it is suitable for this book. This is the back side of the crystal substrate 1 of the optical device.
4は結晶基板1の表面2の中間部に異方性エツチングに
より形成された断面形状かV字状の溝であり、5はその
溝4の一方の傾斜面、6は該傾斜面5の向い側の他方の
傾斜面であり、上記傾斜面5の傾斜角度αは例えば60
°程度である。傾斜面5.6を有するV字状の溝4は結
晶基板の結晶面に対するエツチングレートの差を利用し
た異方性エツチングにより形成することかできる。結晶
基板1のV字状の溝4から第1図における左側の部分が
プリズム7を成している。4 is a cross-sectional or V-shaped groove formed by anisotropic etching in the middle part of the surface 2 of the crystal substrate 1, 5 is one sloped surface of the groove 4, and 6 is the direction of the sloped surface 5. The slope angle α of the slope surface 5 is, for example, 60
It is about °. The V-shaped groove 4 having the inclined surface 5.6 can be formed by anisotropic etching using the difference in etching rate with respect to the crystal plane of the crystal substrate. The portion to the left of the V-shaped groove 4 in the crystal substrate 1 in FIG. 1 constitutes a prism 7.
結晶基板1のプリズム7の表面2にはその面を完全内面
反射面とするための反射膜8か形成されている。そして
、プリズム7の裏面3にはフォーカスサーボ川のフォト
タイオード9.10及びトラッキンクサーホ′用のフォ
トダイオード11が形成されている。これ等フォトタイ
オート9.10.11は結晶基板1の裏面3にGaAs
あるいはAuAs等からなる化合物゛i導体層12をニ
レ’ h 七、 S7 − 11.rJ、「−ノー
し j’l IJ IM Jlllf; L(:
l 、 −k 小3A −’の半導体層12に対
して選択的エツチングをすることによって形成されたも
のである。A reflective film 8 is formed on the surface 2 of the prism 7 of the crystal substrate 1 to make that surface a completely internal reflective surface. On the back surface 3 of the prism 7 are formed photodiodes 9 and 10 for a focus servo and a photodiode 11 for a tracking servo. These phototiortes 9, 10, and 11 have GaAs on the back surface 3 of the crystal substrate 1.
Alternatively, the conductor layer 12 may be made of a compound such as AuAs. rJ, “-no
し j'l IJ IM Jlllf; L(:
l, -k is formed by selectively etching the semiconductor layer 12 of 3A-'.
結晶基板1の溝4から第1図における右側の部分は発光
素子形成部13とされ、該部13は表面がRIE等によ
りエツチングされてその表面14の高さがプリズム7の
表面2の高さよりも適宜低くされており、その表面14
上にレーザダイオード15が形成されている。このレー
ザダイオード15の形成はGaAs、AlGaの選択的
エピタキシャル成長によフて、あるいは全面的エピタキ
シャル成長とエピタキシャル成長層に対する選択的エツ
チングによって行うことができる。The part to the right of the groove 4 of the crystal substrate 1 in FIG. is also lowered appropriately, and its surface 14
A laser diode 15 is formed thereon. The laser diode 15 can be formed by selective epitaxial growth of GaAs or AlGa, or by epitaxial growth on the entire surface and selective etching of the epitaxially grown layer.
尚、AlGaAsとGaAs、A/lAsとは格子定数
が略一致するためAuGaAsからなる透明基板1の表
面14あるいは裏面3トにGaAs、ARAs等の化合
物半導体層を形成してフォトダイオードやレーザダイオ
ードを形成することは充分に可能である。Note that since the lattice constants of AlGaAs, GaAs, and A/lAs are substantially the same, a compound semiconductor layer such as GaAs or ARAs is formed on the front surface 14 or the back surface 3 of the transparent substrate 1 made of AuGaAs to form a photodiode or a laser diode. It is quite possible to form one.
尚、16はレーザダイオード15の活性層である。Note that 16 is an active layer of the laser diode 15.
第2図(A)乃至(D)は上記光学装置の製造方法の一
例を工程順に示す断面図であり、同図に従って製造方法
の説明をする。FIGS. 2(A) to 2(D) are cross-sectional views showing an example of the method for manufacturing the optical device in the order of steps, and the manufacturing method will be explained with reference to the drawings.
(A)ウェハ状の結晶基板1の裏面3にGaAs等から
なる化合物半導体層12を何層かエピタキシャル成長に
より形成し、次に、結晶基板1の表面2に金属等からな
る反射膜8を蒸着等により形成し、それをフォトエツチ
ングにより除去する。このように反射11Q 8を選択
的に除去した後、結晶基板1の表面2上にレジスト膜1
7を形成し、これを所定形状にパターンニングしてエツ
チング用窓部18を形成する。そして、慈窓部18を通
して結晶基板1の表面を異方性エツチングすることによ
り傾斜面5.6を打するV字状の満4を形成する。(A) Several layers of a compound semiconductor layer 12 made of GaAs or the like are formed on the back surface 3 of a wafer-shaped crystal substrate 1 by epitaxial growth, and then a reflective film 8 made of metal or the like is deposited on the surface 2 of the crystal substrate 1 by vapor deposition, etc. and then removed by photoetching. After selectively removing the reflection 11Q8 in this way, a resist film 1 is placed on the surface 2 of the crystal substrate 1.
7 is formed and patterned into a predetermined shape to form an etching window 18. Then, by anisotropically etching the surface of the crystal substrate 1 through the window portion 18, a V-shaped 4.5 mm is formed hitting the inclined surface 5.6.
(B)次いで、改めて結晶基板1表面にレジストIIQ
を形成し、該レジスト膜19て受光素子形成部とする部
分13以外のところをマスクするようにバターニングす
る。そして、その状態でRIE等によりエツチングし、
受光素子形成部13の表面14の高さをプリズム7の表
面2の高さよりも低くする。第2図(B)はそのエツチ
ングの終了後の状態を示す。(B) Next, resist IIQ is applied to the surface of the crystal substrate 1 again.
is formed, and the resist film 19 is patterned so as to mask the area other than the portion 13 which is to be the light-receiving element forming area. Then, in that state, etching is performed using RIE etc.
The height of the surface 14 of the light receiving element forming portion 13 is made lower than the height of the surface 2 of the prism 7. FIG. 2(B) shows the state after the etching is completed.
(C)その後、結晶基板1の′AI]′Ii3に形成さ
れた化合物半導体層12に対する選択的エツチングによ
りフォトダイオード9.10.11を形成する。第2図
(C)はその選択的エツチングの終了後の状態を示1−
0
(D)その後、第2図(D)に示すように表面14の高
さを低くされた発光素子形成部13のその表面14−1
−にレーザダイオード15を形成する。このレーザダイ
オード15の形成はGaAs等からなる何層かの化合物
半導体層の選択的エピタキシャル成長によって、あるい
は全面的エピタキシャル成長及びその成長によって形成
された層に対する選択的エツチングによって形成するこ
とかできる。その後、タイクングを行って各光学装置を
!fいに分離する。(C) Thereafter, photodiodes 9, 10, and 11 are formed by selectively etching the compound semiconductor layer 12 formed on 'AI]'Ii3 of the crystal substrate 1. Figure 2 (C) shows the state after the selective etching has been completed.
0 (D) Thereafter, as shown in FIG. 2(D), the surface 14-1 of the light emitting element forming portion 13 whose height has been lowered
A laser diode 15 is formed at -. The laser diode 15 can be formed by selective epitaxial growth of several compound semiconductor layers made of GaAs or the like, or by overall epitaxial growth and selective etching of the layer formed by the growth. After that, we did a tying process and attached each optical device! Separate into different parts.
このように、第1図に承すような光学装置によ11、レ
ーザダイオード15全体を1つの半導体デバイスとして
半導体デバイス製造技術を駆使して製造することかでき
る。従って、光学装置を非常に小型化でき、加工精度を
非常に高くすることができ、大量生産による低コスト化
を図ることができる。しかも、プリズム7、フォトダイ
オード9.10.11、レーザダイオード15相互間を
フォトリソグラフィの持つ高い粒度で位置決めすること
かでき、位置決めを組立作業によって行うという必要性
がない。従って、低コスト化を図りつつ光学装置の特性
の向上を図ることができる。In this way, the entire laser diode 15 can be manufactured as one semiconductor device by using the optical device 11 as shown in FIG. 1 and making full use of semiconductor device manufacturing technology. Therefore, the optical device can be made very compact, the processing precision can be made very high, and costs can be reduced through mass production. Furthermore, the prism 7, the photodiodes 9, 10, 11, and the laser diode 15 can be positioned with the high granularity of photolithography, and there is no need for positioning to be performed by assembly work. Therefore, it is possible to improve the characteristics of the optical device while reducing costs.
第3図及び第4図は本発明光学装置の品別の変形例を示
すものであり、第3図に示した光学装置は結晶基板1の
裏面3にレーザダイオード15の出力をモニターしてそ
の出力をコントロールするためのモニター用フォトタイ
オード20を設けたものである。該フォト・ダーrオー
ト20は発光素f−形成部13の反プリズム側に位置さ
れている。3 and 4 show modified examples of the optical device of the present invention, and the optical device shown in FIG. 3 monitors the output of the laser diode 15 on the back surface 3 of the crystal substrate 1. A monitor photodiode 20 is provided for controlling. The photo printer 20 is located on the side opposite to the prism of the light emitting element f-forming section 13.
尚、このフォトダイオード20はフォトダイオー第4図
に示した光学装置は、レーザダイオード15の後側にレ
ーザダイオード15と同じ工程で同時に形成されるモニ
ター用フォトダイオード21を設けたものであり、第3
図に示した光学装置とは結晶基板lの表側にモニター用
フォトダイオードを設けたという点で異なるに過ぎない
。Note that this photodiode 20 is a photodiode.The optical device shown in FIG. 3
The optical device shown in the figure differs only in that a monitoring photodiode is provided on the front side of the crystal substrate l.
第5図は本発明光学装置の第2の実施例を示すものであ
る。FIG. 5 shows a second embodiment of the optical device of the present invention.
この光学装置は、フォトダイオード9.10をプリズム
7の表面2側に配置し、反射膜8をプリズム7の裏面3
側に配置したものである。そして、サーボ用フォトダイ
オード9.10はレーザダイオード15及びモニター用
フォトダイオード21と同時に形成される。尚、この光
学装置にはトラッキングサーボ用フォトダイオード11
がないか、該フォトダイオード11を設けるようにして
も良いことはいうまでもない。In this optical device, photodiodes 9 and 10 are arranged on the front surface 2 side of the prism 7, and a reflective film 8 is placed on the back surface 3 of the prism 7.
It is placed on the side. The servo photodiodes 9 and 10 are formed at the same time as the laser diode 15 and the monitor photodiode 21. Note that this optical device includes a tracking servo photodiode 11.
Needless to say, the photodiode 11 may be provided.
第6図は第5図に示した光学装置の変形例を示す断面図
である。この光学装置はn−AnGaAsからなる電極
取出し及び光吸収用の化合物半導体層22を形成したも
のである。FIG. 6 is a sectional view showing a modification of the optical device shown in FIG. 5. This optical device has a compound semiconductor layer 22 made of n-AnGaAs for electrode extraction and light absorption.
第5図に示した光学装置はプリズム7の裏面3に反射膜
8に略全面的に形成されているか、レーザダイオード1
5からの光が直接的に(即ち、外部の光学式記録媒体に
入射しそこで反射されて戻り光となるのではなく)サー
ボ用フォトダイオード9.10等に迷光として入射する
のを防IFするうえで反射する領域を特定領域に限り、
それ以外の領域においては光を逆に吸収するようにする
ことが好ましい。そこで、第6図に示す本光学装置にお
いては、プリズム7の裏面3において反射膜8を選択的
に形成するようにし、且つ結晶基板1の央部の反射11
i 8か形成されていない部分にGaAsからなる化合
物半導体層22を形成し、その半導体層22を光吸収と
電極の取出しに利用するようにしたものである。尚、2
3は半導体層22表面に形成されたn型の金属層(Au
Ge/Ni/ A u )である。The optical device shown in FIG.
The IF prevents the light from the servo photodiode 9 and 10 from directly entering the servo photodiode 9 and 10 as stray light (in other words, rather than entering the external optical recording medium and being reflected there to become return light). By limiting the reflection area to a specific area,
In other areas, it is preferable to absorb light in the opposite direction. Therefore, in this optical device shown in FIG. 6, the reflective film 8 is selectively formed on the back surface 3 of the prism 7, and the reflective film 8 is
A compound semiconductor layer 22 made of GaAs is formed in the portion where the i8 is not formed, and the semiconductor layer 22 is used for light absorption and electrode extraction. In addition, 2
3 is an n-type metal layer (Au) formed on the surface of the semiconductor layer 22.
Ge/Ni/A u ).
このような光学装置をつくる方法として次の方法が考え
られる。The following method can be considered as a method for manufacturing such an optical device.
この光学装置は透明なn−Al1GaAsではなく光吸
収及び電極取出し用のGaAsを基板とし、該基板上に
n−AflGaAsをエピタキシャル成長しこれによっ
て形成された透明な結晶層に対して異方性エツチングを
駆使してV字状の溝4、そして高さの低い発光素子形成
面を形成する。その後、エピタキシャル成長とそれによ
って生じた成長層に対する選択的エツチングによりレー
ザダイオード15、モニター用フォトグイオート21を
同時に形成する。また、サーボ用のフォトダイオード9
.10も同様にして形成する。尚、フォトダイオード9
、lOとレーザダイオード15、フォトダイオ−1’
21とを同時に形成するようにしても良い。そして、フ
ォトダイオード9.10、レーザダイオ−115、フ才
]・タイオート21の表面にP型の例えばT i P
t AUからなる金属層を形成する。This optical device uses GaAs for light absorption and electrode extraction as a substrate instead of transparent n-Al1GaAs, and n-AflGaAs is epitaxially grown on the substrate, and the transparent crystal layer formed thereby is anisotropically etched. By making full use of this, the V-shaped groove 4 and the low-height light emitting element forming surface are formed. Thereafter, a laser diode 15 and a monitoring photodiode 21 are simultaneously formed by epitaxial growth and selective etching of the grown layer produced thereby. In addition, photodiode 9 for servo
.. 10 is formed in the same manner. In addition, photodiode 9
, lO, laser diode 15, photodiode-1'
21 may be formed at the same time. Then, on the surface of the photodiode 9.10, the laser diode 115, the photodiode 21, a P type, for example, TiP
t Form a metal layer consisting of AU.
その後、GaAs基板を裏面からラッピンク−)−る等
17て薄いn−GaAs層22か残るようにする。そし
て、1;亥n−GaAs層22ににn型の金属層(Au
Ge/N i/Au)23を形成するウモして、反射膜
8を形成すべき部分の金属層23、半導体層22をフォ
トエツチングにより除去し、反射11!2(例えばA2
あるいはAu/Ti)8を形成し、その後、ダイシング
してエピタキシャル成長により形成されたn−Al1.
GaAs層を結晶基板1とする第6図に示すような光学
装置を得ることかできる。Thereafter, the GaAs substrate is lapped (17) from the back side so that only a thin n-GaAs layer 22 remains. 1; n-GaAs layer 22 and an n-type metal layer (Au
After forming the reflective film 8 (Ge/Ni/Au) 23, the metal layer 23 and the semiconductor layer 22 in the area where the reflective film 8 is to be formed are removed by photoetching,
Alternatively, n-Al1.
An optical device as shown in FIG. 6 using a GaAs layer as the crystal substrate 1 can be obtained.
尚、25はアパーチャー川の化合物半導体層てあり、フ
ォトダイオード9.10と同時に形成したものである。Incidentally, reference numeral 25 denotes an aperture compound semiconductor layer, which was formed at the same time as photodiodes 9 and 10.
このように本発明は種々の態様で実施することができ、
多くのバリエーションか考えられ得る。As described above, the present invention can be implemented in various ways,
Many variations are possible.
(H,発明の効果)
以上に述へたように、本発明光学装置は、透明な結晶基
板の表面の中間部に断面形状かV字状の溝か形成され、
上記結晶基板の溝の一方の側か表面又は裏面に−又は複
数の受光素fを形成されたプリズムを成し、上記結晶基
板の溝の他ノ〕の側の表面か一方の側の表面よりも高さ
を低くされ、上記溝の他方の側の高さを低くされた表面
に上記プリズムに向う光を発生する発光素子が一体に形
成されてなることを特徴とする。(H, Effect of the Invention) As described above, the optical device of the present invention has a cross-sectional or V-shaped groove formed in the middle part of the surface of a transparent crystal substrate,
A prism is formed in which a plurality of light-receiving elements f are formed on one side, the front surface, or the back surface of the groove of the crystal substrate, and The prism is also characterized in that the height is reduced, and a light emitting element that generates light directed toward the prism is integrally formed on the reduced height surface on the other side of the groove.
従って、本発明光学装置によれば、プリズムを透明な結
晶材料を用いて発光素子、受光素子と一体に形成するよ
うにしたので半導体デバイスの製造技術を駆使してつく
ることができ、従って、ガラスを研摩して1つの独立し
た部品としてのプリズムをつくる必要がなく、高精度で
小型につくることができ、しかも大量生産が可能になる
。そして、プリズム、発光素子、受光素子の間の位置は
゛4導体デバイス製造に用いられるリングラフィ技術に
よって高精度に位置決めすることができ、組立、A整を
必要としない。従って、光学装置そしてそれを用いた光
ピツクアップの小型化、高精度化、低コストを図ること
ができる。Therefore, according to the optical device of the present invention, since the prism is formed integrally with the light emitting element and the light receiving element using a transparent crystal material, it can be manufactured by making full use of semiconductor device manufacturing technology. There is no need to polish the prism to create a prism as a separate component, and the prism can be made compact with high precision, and mass production is possible. Further, the positions between the prism, the light emitting element, and the light receiving element can be determined with high precision by the phosphorography technique used for manufacturing four-conductor devices, and assembly and alignment are not required. Therefore, the optical device and the optical pickup using the same can be made smaller, more precise, and lower in cost.
施例を説明するためのもので、第1図は光学装置を示す
断面図、第2図(A)乃至(D)は第1図に示した光学
装置の製造方法を工程順に示す断mj図、第3図及び第
4図は第1図に示した光学装置図に示した光学装置の変
形例を示す断面図、第7図、第8図は背景技術を説明す
るためのもので、第7図は断面図、第8図は回路図であ
る。
符号の説明
1・・・結晶基板、
2・・・結晶基板の表面、
3・・・結晶基板の裏面、
4・・・V字状の溝、7・・・プリズム、9〜11・・
・受光素子、
15・・・発光素子。
第1図及び第2図は本発明光学装置の一つの実9〜11
受光素子
第1の大力机側ぞ示す断面図
第1図
製造方法そ工f呈j順に示す暗面図
第2図
製造力法乏工禾11順に示す断面図
第2図
9〜11・・受元素子
第1の変形例ぞ示す照面図
第3図
9〜11 受zt+
第2の変形イ列ぞ示す照面ば
9.10・・・受1*予
第2の実り概例ぞ示す断面図
第5図
変形θリモ示す贈面図1 is a cross-sectional view showing an optical device, and FIGS. 2 (A) to (D) are cross-sectional views showing the manufacturing method of the optical device shown in FIG. 1 in order of process. , FIGS. 3 and 4 are sectional views showing modifications of the optical device shown in the optical device diagram shown in FIG. 1, and FIGS. 7 and 8 are for explaining the background art. FIG. 7 is a sectional view, and FIG. 8 is a circuit diagram. Explanation of symbols 1... Crystal substrate, 2... Surface of crystal substrate, 3... Back surface of crystal substrate, 4... V-shaped groove, 7... Prism, 9-11...
- Light receiving element, 15... Light emitting element. 1 and 2 show one example of the optical device of the present invention 9 to 11.
1. A cross-sectional view showing the side of the first light-receiving element. FIG. 1. A dark side view showing the manufacturing method in order. FIG. 2. 9-11 Illumination surface showing the first modified example of the element element FIGS. Figure 5 Deformed θ remote diagram
Claims (1)
状の溝が形成され、 上記結晶基板の溝の一方の側が表面又は裏面に一又は複
数の受光素子を形成されてプリズムを成し、 上記結晶基板の溝の他方の側の表面が一方の側の表面よ
りも高さを低くされ、 上記溝の他方の側の高さを低くされた表面に上記プリズ
ムに向う光を発生する発光素子が一体に形成されてなる
ことを特徴とする光学装置(1) A groove with a V-shaped cross section is formed in the middle part of the surface of a transparent crystal substrate, and one or more light receiving elements are formed on the front or back surface of one side of the groove of the crystal substrate to form a prism. The surface on the other side of the groove of the crystal substrate is made lower in height than the surface on one side, and light directed toward the prism is generated on the lowered surface on the other side of the groove. An optical device characterized in that a light emitting element is integrally formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23696386A JPH0783158B2 (en) | 1986-10-04 | 1986-10-04 | Optical device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23696386A JPH0783158B2 (en) | 1986-10-04 | 1986-10-04 | Optical device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6390887A true JPS6390887A (en) | 1988-04-21 |
JPH0783158B2 JPH0783158B2 (en) | 1995-09-06 |
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ID=17008359
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP23696386A Expired - Fee Related JPH0783158B2 (en) | 1986-10-04 | 1986-10-04 | Optical device |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0783158B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6290134B1 (en) | 1994-07-19 | 2001-09-18 | Psc Scanning, Inc. | Compact scanner module mountable to pointing instrument |
WO2003025919A1 (en) * | 2001-09-20 | 2003-03-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optical unit for an optical scanning device |
JP2011233565A (en) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Sanken Electric Co Ltd | Optical coupling device and method of manufacturing the same |
-
1986
- 1986-10-04 JP JP23696386A patent/JPH0783158B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6290134B1 (en) | 1994-07-19 | 2001-09-18 | Psc Scanning, Inc. | Compact scanner module mountable to pointing instrument |
US6572019B1 (en) | 1994-07-19 | 2003-06-03 | Psc Scanning, Inc. | Compact scanner module mountable to pointing instrument |
WO2003025919A1 (en) * | 2001-09-20 | 2003-03-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optical unit for an optical scanning device |
JP2011233565A (en) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Sanken Electric Co Ltd | Optical coupling device and method of manufacturing the same |
Also Published As
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JPH0783158B2 (en) | 1995-09-06 |
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