TWI242771B - Semiconductor integrated device - Google Patents

Description

1242771 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 之’係關於謀 之可靠性的提 本發明係關於一種半導體積體裝置。詳言 长自举‘體雷射器射出之雷射光之輸出控制 升等技術領域。 【先前技術】 例如，具有設於光碟驅動裝置之光學讀寫頭的半導體積 體裝置，如此之半導體積體裝置於半導體基板中配置有半 導體田射為、信號檢測用受光元件以及稜鏡等特定的各光 學元件。 半導體積體裝置中含有設有監控用受光元件者，該監控 用受光元件具有使自半導體雷射器射出之雷射光的光量控 制為固疋之APC(Automatic power c〇_b自動功率控制） 作為監控用受光元件之類型，具有將相對於向光碟狀士己 錄媒體之記錄面射出之前側的雷射光而向其相反側射出^ 少許後側的雷射光之—部分進行受光並進行檢測之後部監 仁型’以及將向光碟狀記錄媒體之記錄面射出之前側的雷 射光之彳&進行文光並進行檢測之前部監控型。 通常，於僅對於光碟狀記錄媒體之資訊信號進行播放的 播放用先碟驅動裝置中，使用後部監控型之監控用受光元 件，藉由檢測少許雷射光即可控制自半導體雷射器射出之 然而 即使於播放用光碟驅動裝置中，對於含有光源

0\89\89422.DOC 1242771 r ·, =:、檢測元件等配置於單一基板之所謂單一積體電路 又波長雷射搭載裝置之類型或亦進行資訊信號之記錄的記 錄播放用光碟驅動裝置，有時不能夠使用後部監控型 控用受光元件。 嚴 —例如’對於記錄播放用光碟驅動裝置’對光碟狀記錄媒 體進=資訊信號之記錄時，有必要將自半導體雷射器射出 之大量輸出的雷射光進行嚴密地控制，但因前側之雷射光 與後側之雷射光之比率會隨溫度而變化（溫度漂移），故使用 後部|£控型監控用受光元件進行半導體雷射器之精確控制 較為困難。因而’對於如此之記錄播放用光碟驅動裝置， 使用不文溫度漂移影響之前部監控型監控用受光元件而進 行半導體雷射器之控制。 圖7表示含有前部監控型監控用受光元件的習知的半導 體積體裝置之一例（例如參照特許文獻丨）。 半導體積體裝置a於未圖示之組件内配置有半導體基板匕 ，亚於該半導體基板b上介由載具〇而搭載有半導體雷射器 d 〇 於半導體基板b上與半導體雷射器d對向配置有稜鏡6。稜 鏡e上形成有第一反射面f與連接於該第一反射面€之下側的 第二反射面g，且第一反射面f相對於自半導體雷射射出 之雷射光之光軸約成45。角傾斜，第二反射面g相對於自半 導體雷射器d射出之雷射光之光軸成大致直交。第一反射面 f作為半鏡面，第二反射面g作為全反射面。 半導體基板b上之稜鏡e之下面側的位置上設有信號檢測

O:\89\89422.DOC 1242771 用受光元件h、h。 _於半導體基板b上，載具e與稜鏡仏間配置有監控用受光 凡件1。於半導體基板b之表面以及監控用受光元件丨之表面 ，施有例如由二氧化矽構成之塗層。 於如上構成之半導體積體裝置神，當自半導體雷射器d :出雷射光時’射向稜鏡e之第一反射面f之雷射光會在該 弟一反射面f反射，其光路徑成90。彎折而入射至未圖示之 物鏡而聚光於光碟狀記錄媒體之記錄面。被聚光於光碟狀 記錄媒體之記錄面的雷射光作為回光再次經由物鏡入射至 ’’兄之第反射面f ’並透過該第一反射面f而由信號檢測 用X光元件h、h受光。 藉由雷射光由信號檢測用受光元件h、h受光，而進行例 如讀取記錄於光碟狀記錄媒體之資訊信號。 一方面，自半導體雷射器d射出雷射光時，雷射光之一部 分射向稜鏡e之第2反射面g，該雷射光會在第二反射面g反 射，並由配置於載具c與稜鏡6之間的監控用受光元件丨受光。 當雷射光由監控用受光元件i受光時，則檢測受光之光量 ，並基於該檢測結果而將自半導體雷射器d射出之雷射光之 光量控制為固定。 然而’對於上述習知之半導體積體裝置a，因監控用受光 元件1暴露於空氣中，故而存在以下問題：因施於監控用受 光元件i上之塗層不均所造成的感度大為不均，此外容易受 雜散光之影響。 \ 又’因在光碟狀記錄媒體之記錄面反射的雷射光與監控

O:\89\89422.DOC 1242771 用之雷射光皆會入射至稜鏡e之内部，故產生雷射光之相互 干k可此對貝成k號之檢測動作與針對半導體雷射器d之 輸出的控制動作產生不良影響。 °° 另方面|減低因上述感度不均或雜散光所造成之影 響’作為習知之半導㈣籍辦爿士耍 , 、 千ν體積體ι置，有將監控用受光元件配 置於半導體基板上之藉於工/丨； 卞y 攸上之棱鏡的下面側者。（參照特開2002 — 260273號公報之圖1)。 然而’對於該半導體積體裝置，由監控用受光元件总光 之雷射光係自半導體雷射器射出之物鏡之開口區域内的雷 射光’故具有對光學系統之耦合效率低落之問題。 又’因於光碟狀記錄媒體之記錄面反射的雷射光與監控 用之雷射光皆會入射至稜鏡之内部，故而與上述半導體積 體裝置a同樣之雷射光相互干擾之問題依然沒有解除。 因此，本發明之半導體積體裝置，其課題係謀求關於自 半導體雷射器射出之雷射光之輸出控制之可#性的提升等。 【發明内容】 本發明之半導體積體裝置，為解決上述課題，而設有以 下元件者：稜鏡含有反射自半導體雷射器射出之雷射 光並施有光反射膜之光反射面與透過自何體㈣器射出 並為物鏡之開口區域外的雷射光之光透過面，且接著於半 導體基板上；監控用受光元件’其配置於半導體基板上配 置有稜鏡的區域内，對透過稜鏡之光透過面的雷射光進行 受光；以及信號檢測用受光元件，其係將於稜鏡之光反射 面反射並介由物鏡而聚光於光碟狀記錄媒體之記錄面的雷

O:\89\89422.DOC 1242771 射光作為回光而進 稜鏡的區域外。又先，且配置於半導體基板上配置有 對於本發明之半導體積體裝置，射向物鏡之開口 區域内之光量增加。 【實施方式】 以下，就附圖說明本發明之半導體積體裝置之實施方式。 半導虹積體裝置i配置於例如設於光碟驅動裝置之光學 讀=頭之㈣基座。移動基座對光碟狀記錄媒體2⑼進行資 心號的記錄時或播放時’向光碟狀記錄媒體之半徑方 向移動移動基座上配置有含有物鏡_(參照間之物鏡 _動·^置。物鏡驅動裝置為使介由物鏡⑽而照射於光碟狀 記錄媒體200的雷射光聚光於光碟狀記錄媒體2〇〇之記錄磁 軌上，而向與光碟&記錄媒體2〇〇分離方向即聚焦方向以及 光碟狀記錄媒體200之大致半徑方向即循執方向移動物鏡 1 00 〇 於移動基^上安裝有與驅動電路連接之配線板，例如款 性印刷配線板’並於該軟性印刷配線板之_端部形成有外 部電極。 半導體積體裝置1係於組件2中配置有特定之各部分而成 ，、並如圖2以及圖3所示，組件2包含由例如以陶_料而形 成平板狀之基座體3，以及由例如以樹脂材料而形成之罩框 罩框4例如由絕熱性高之樹脂材料而形成為於下方開口 之盒狀，並於上面4a處形成有透過孔朴。

O:\89\89422.DOC 1242771 於基座體3的上下兩面分別設有為導通半導體基板$盘上 靖板(軟性印刷配線板)之外部電極之未圖示之電極。 於半導體基板5的上下㈣分別設有為導通各光學元件 與基座體3之電極之未圖示之電極部。 於半導體基板5上介由銀槳而配置有載具6，並於該載且6 上配置有半導體雷射器7(參照旧至圖4)。自半導體雷射哭？ 射出雷射光’該雷射光向側方，即，沿半導體基板5之方： 射出。 於半導體基板5上設有呈有柝制佶6 λ 男頁控制使自丰導體雷射器7發光 之雷射光的光量固定之k ΛΑ sAk u疋之APC機旎的監控用受光元件8。 於半導體基板5上，如圖5所示，介由接著劑9,例如紫外 線硬化型之接著劑而安裝有稜鏡1G，該稜鏡職置於覆蓋 監控用受光元件8之位置。於稜鏡1〇上各別地形成有光反射 面l〇a以及光透過面1〇b。 光反射面10a相對於自半導體雷射器7射出之雷射光之光 軸X約成45。角而形成，並於光反射面心上施有光反射膜 11(參照圖5)。作為光反射臈u，使用有例如介電質多層膜 或金屬蒸鍍膜等。自半導體雷射器7射出之雷射光於光反射 面l〇a反射，其光路徑成9〇。彎折。 光透過面10b相對於自半導體雷射器7射出之雷射光之光 軸X成大致直交而形成（參照圖5)。光透過面l〇b上雖無必要 施以為確保透過性之塗層，但亦可施以為防止反射之無反 射塗層。自半導體雷射器7射出之雷射光之—部分會透過光 透過面i〇b’透過該光透過面1〇b之雷射光乃作為物鏡之

O:\89\89422.DOC -10- 1242771 開口區域外的雷射光。 如上所述，因稜鏡10的光反射面1〇a與光透過面1〇b相對 於自半導體雷射器7射出之雷射光之光軸乂成不同角度而形 成，故而容易僅對於光反射面1〇a施以光反射膜丨丨，並可望 提升稜鏡10之製造工序中之作業性。 於半導體基板5上配置有信號檢測用受光元件12，該信號 檢測用受光元件12位於例如載具6以及稜鏡1〇之側方。 於半導體基板5之表面以及監控用受光元件8之表面施有 例如由二氧化矽構成之塗層。 於罩框4之上面4a上，安裝有元件配置塊13。元件配置塊 1 3由例如透明樹脂材料而形成，於下端部的中央部配置有 光拇14，上端部之中央部配置有ι/4波長板15。 於元件配置塊1 3上，與1 /4波長板1 5之下側維持特定的間 隔配置有全像圖16。全像圖16係具有變更雷射光之光路徑 之光路徑變更機能以及分割雷射光之光分割機能的元件。 於如以上構成之半導體積體裝置1中，當自半導體雷射器 7射出雷射光時，則射出之雷射光會在稜鏡1〇之光反射面 l〇a反射使光路徑成90。變更（參照圖丨）。光路徑變更後之雷 射光透過罩框4之透過孔4b並介由光栅14、全像圖16以及 1/4波長板15而射向物鏡1〇〇,並藉由該物鏡1〇〇而聚光於形 成於光碟狀記錄媒體200之記錄面之記錄磁軌，。聚光於光碟 狀記錄媒體200之記錄磁道之雷射光於記‘錄面反射並作為 回光而再次介由物鏡100自1/4波長板15入射至全像圖16。 入射至全像圖16之雷射光會變更光路徑而入射至信號檢測

O:\89\89422.DOC -11 - 1242771 用叉光兀件1 2，例如於播放時讀取 2〇〇之資訊信號。 、^ .亲於先碟狀記錄媒體 如上所述自半導體雷射器7射出雷射光時 分會透過稜鏡1。之光透過面i〇b而入射至監控：l:i 。入射至監控用受光元件8 又"兀件8 〜田耵尤之先i受到檢 於該檢測量以使自半導體帝身 土 ^ 、 . 田射為7射出之雷射光之光量固 疋的方式控制半導體雷射器7之輸出。 如上所述，對於半導體積體裝41，於半導體基…上配 置有稜鏡1G之區域内配置有監控用受光元件8，且該監㈣ :光元件8被稜鏡10所覆蓋，故而監控用受光元件8不會暴 露於空氣中’並可將稜鏡胸及接著劑9藉由折射率與施於 監控用受光元件8上之塗層大致相同之材料形成，難以因施 於監控用受光元件8上之塗層不均而造成感度不均，而可望 藉由感度之穩定化，提升自半導體雷射器7射出之雷射光之 輸出控制之可靠性。 又，因監控用受光元件8配置於半導體基板5上配置有稜 鏡10之區域内，故可使半導體雷射器7與稜鏡1〇接近配置， 而可望實現半導體積體裝置1之小型化。 再者’因外部之雜散光難以入射到稜鏡1〇之内部，故而 可防止雜散光對於監控用受光元件8之檢測動作造成不良 影響。 更且，因信號檢測用受光元件12配置於半導體基板5上配 置有稜鏡10之區域外，故而於光碟狀記錄媒體2〇〇之記錄面 反射的雷射光不會入射至稜鏡10之内部，監控用之雷射光 O:\89\89422.DOC -12- 1242771 人由光茱狀。己錄媒體200之記錄面反射的雷射光不會彼此 ! 且个會對於、貧Μ信號之檢測動作及來自半導體雷射 器7之輸出控制動作產生不良影響。 田」 “加之，因監控用之雷射光為物鏡丨〇〇之開口區域外的雷射 光，故而可望提升對光學系統之耦合效率。 田 又，上述中，作為稜鏡之一例說明了光反射面l〇a與光透 過面l〇b相對於自半導體雷射器7射出之雷射光之光軸X成 不同角度而形成之稜鏡10，但亦可使用將光反射面^與光 透過面1 0d於同一平面上相對於自半導體雷射器7射出之雷 射光之光軸X成約45。角而形成之稜鏡1〇A來代替稜鏡1〇/ 藉由使用稜鏡10A，可將監控用受光元件8接近半導體雷 射器7而配置，而可望進一步提升監控用受光元件8之感度。 又於上述稜鏡10以及稜鏡10A中，亦可於光反射面1〇a :以及光透過面10b、I0d以外之面的一部分或全部施以 雜散光反射膜或雜散光吸收膜。作為雜散光反射膜，使用 例如介電質多層膜或金屬蒸鍍膜等，作為雜散光吸收膜， 使用例如氧化鉻膜。 如此藉由於光反射面10a、10c以及光透過面10b、10d以 外之面的一部分或全部施以雜散光反射獏或雜散光吸收膜 可確Μ防止雜散光入射到稜鏡1 〇或稜鏡1 〇 A之内部，並可 避免雜散光對於監控用受光元件8之檢測動作造成不良影 響。 於上述實施方式中所示之各部形狀以及構造，皆不過是 僅為表示本發明實施時之具體化之一例者.，不可因該等而

O:\89\89422.DOC -13 - 1242771 狹義解釋本發明之技術性範圍。 產業上利用之可能性 由以上所兄載而明確可知，本發明之半導體積體裝置， 其特徵在於具有半導體基板及配置於該半導體基板，並包 含半導體雷射器之各特定光學元件，且將自半導體雷射器 射出之雷射光藉由物鏡予以聚光而聚光於光碟狀記錄媒體 之記錄面者，其包含以下元件：稜鏡，其具有反射自半導 體雷射器射出之雷射光並施有光反射膜之光反射面與透過 自半導體雷射器射出並為物鏡之開口區域外的雷射光之光 透過面’且連接於半導體基板上；監控用受光元件，其配 置於半導體基板上配置有稜鏡的區域内，並將透過稜鏡之 光透過面的雷射光進行受光；以及信號檢測用受光元件， 其將於棱鏡之光反射面反射並介由物鏡而聚光於光碟狀記 錄媒體之記錄面的雷射光作為回光而進行受光，且配置於 半導體基板上配置有稜鏡的區域外。 因而，因監控用受光元件被稜鏡所覆蓋，故而監控用受 光元件不會暴路於空氣中，可將稜鏡以及用以將稜鏡接著 於半導體基板上之接著劑藉由其折射率與施於監控用受光 疋件上的塗層大致相同之材料而形成，難以因施於監控用 文光兀件上之塗層不均而造成感度不均，藉由感度之穩定 化而可望提升自半導體雷射器射出之雷射光之輸出控制之 可靠性。 又因監控用叉光元件配置於半導體基板上配置有稜鏡 之區域内，故可使半導體雷射器與稜鏡接近而配置，而可

O:\89\89422.DOC -14- 1242771 望貫現半導體積體裝置之小型化。 再者，因外部之雜散光難以入射到稜鏡之内部，故而可 防止雜散光對於監控用受光元件之檢測動作造成不良影響。 更且，因信號檢測用受光元件配置於半導體基板上配置 有牙文鏡之區域外，故而於光碟狀記錄媒體之記錄面反射的 雷射光不會入射至棱鏡之内部，監控用之雷射光與於光碟 狀記錄媒體之記錄面反射的雷射光彼此不會干擾，不至於 對資訊信號之檢測動作及半導體雷射器之輸出控制動作產 生不良影響。 加之，因監控用之雷射光為物鏡之開口區域外的雷射光 ’故而可望提升光學系統之耦合效率。 對於如申請專利範圍第2項之發明，因將上述稜鏡之光透 過面相對於自半導體雷射器射出之雷射光之光軸成大致直 父而形成，並將稜鏡之光反射面相對於自半導體雷射器射 出之雷射光之光軸成約45。角而形成，故而可容易地僅對光 反射面施以光反射膜，並可望提升稜鏡之製造工序中之作 業性。 對於如申請專利範圍第3項之發明，因將上述稜鏡之光透 過面以及光反射面於同一平面上相對於自半導體雷射器射 出之雷射光之光軸成約45。角而形成，故可使監控用受光元 件接近半導體雷射器而配置，並可望進一步提升監控用受 光元件之感度。 / 對於如申請專利範圍第4項以及申請專利範圍第5項之發 明’因對上述稜鏡之光反射面以及光透過面以外的面之至 O:\89\89422.DOC -15 - 1242771 少一部分施有雜散光反射膜或雜散光吸收膜，故 人叻可確實 地防止雜散光入射至稜鏡之内部，並可避免雜散光對於# 控用受光元件之檢測動作造成不良影響。 【圖式簡單說明】 圖1與圖2至圖6皆共同表示本發明之實施方式者，本圖係 概念性地表示雷射光之光路徑之立體圖。 圖2係半導體積體裝置之分解立體圖。 圖3係半導體積體裝置之放大剖面圖。 圖4係表示配置於半導體基板之各光學元件之放大平面 圖。 圖5係表示主要部分之放大側視圖。 圖6係表示使用其他稜鏡時之主要部分的放大側視圖。 係表示驾知之半導體積體裝置之一例之放大側視圖。 【圖式代表符號說明】 1，a 半導體積體裝置 2 組件2 3 基座體 4 罩框 4a 上面 4b 透過孔 5, b 半導體基板 6，c 載具 7, d 半導體雷射器 8, h、h，i 受光元件

0\89\89422.DOC -16- 1242771 9 接著劑 10, 10A，e 棱鏡 11 光反射膜 10a， 10c 光反射面 10b， lOd 光透過面 X 雷射光之光軸 13 元件配置塊 14 光拇 15 1 / 4波長板 16 全像圖 100 物鏡 200 光碟狀記錄媒體 f 第一反射面 g 第二反射面 O:\89\89422.DOC -17-

Claims (1)

1242771 拾、申請專利範圍： 1. 一種半導體積體裝置，：t特 -特破在於包含半導體基板及配 置於該半導體基板並含有半 。 " 巧卞♦體雷射為之各特定光學元 件’且將自半導體雷射 河丁出之雷射先错由物鏡予以聚 光而聚光於光碟狀記錄媒體之記錄面者；其包含以下元 件： 70 棱鏡，其具有反射自半導體雷射器射出之雷射光並施 有光反射膜之光反射面與透過自半導體雷射器射出並為 物鏡之開口區域外的雷射光之光透過面，且連接於半導 體基板上；監控用受光元件， 其配置於半導體基板上配置有稜鏡的區域内，並將透 過稜鏡之光透過面的雷射光進行受光；及 信號檢測用受光元件，其將於稜鏡之光反射面反射並 介由物鏡而聚光於光碟狀記錄媒體之記錄面的雷射光作 為回光而進行受光，且配置於半導體基板上配置有稜鏡 的區域外。 2·如申請專利範圍第1項之半導體積體裝置，其中將上述稜 鏡之光透過面以相對於自半導體雷射器射出之雷射光之 光軸成大致直交的方式形成， 將稜鏡之光反射面以相對於自半導體雷射器射出之雷 射光之光軸成約45°角的方式形成。 3·如申請專利範圍第1項之半導體積體裝置，其中將上述稜 鏡之光透過面以及光反射面於同一平面相對於自半導體 雷射器射出之雷射光之光軸成約45°角而形成。 O:\89\89422.DOC 1242771 4.如申請專利範圍第2項之半導體積體裝置 鏡之光反射面以及光透過面以外的面之』 雜散光反射膜或雜散光吸收膜。 5 ·如申請專利範圍第3項之半導體積體裝置 鏡之光反射面以及光透過面以外的面之屋 雜散光反射膜或雜散光吸收膜。 6·如申請專利範圍第4項之半導體積體裝置， 光反射膜為介電質多層膜或金屬蒸鍍膜。 7·如申請專利範圍第5項之半導體積體裝置， 光反射膜為介電質多層膜或金屬蒸鍍膜。 8·如申請專利範圍第4項之半導體積體裝置， 光吸收膜為氧化鉻膜。 9·如申請專利範圍第5項之半導體積體裝置， 光吸收膜為氧化鉻膜。‘ 其中對上述稜 少一部分施有 其中對上述稜 少一部分施有 其中上述雜散 其中上述雜散 其中上述雜散 其中上述雜散 O:\89\89422.DOC