(57)【要約】【課題】半導体レーザーから出射されるレーザー光の出力に関する制御の信頼性の向上等を図る。【解決手段】半導体レーザー７から出射されたレーザー光を反射し光反射膜１１が施された光反射面１０ａと半導体レーザーから出射され対物レンズ１００の開口領域外のレーザー光を透過する光透過面１０ｂとを有すると共に半導体基板５上に接着されたプリズム１０と、半導体基板上のプリズムが配置された領域内に配置されプリズムの光透過面を透過されたレーザー光を受光するモニター用受光素子８と、プリズムの光反射面で反射され対物レンズを介してディスク状記録媒体２００の記録面に集光されたレーザー光を戻り光として受光すると共に半導体基板のプリズムが配置された領域外に配置された信号検出用受光素子１２とを設けた。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と該半導体基板に配置され半導体レーザーを含む所定の各光学素子とを備え、半導体レーザーから出射されたレーザー光が対物レンズによって集光されてディスク状記録媒体の記録面に集光される半導体集積装置であって、
半導体レーザーから出射されたレーザー光を反射し光反射膜が施された光反射面と半導体レーザーから出射され対物レンズの開口領域外のレーザー光を透過する光透過面とを有すると共に半導体基板上に接着されたプリズムと、
半導体基板上のプリズムが配置された領域内に配置されプリズムの光透過面を透過されたレーザー光を受光するモニター用受光素子と、
プリズムの光反射面で反射され対物レンズを介してディスク状記録媒体の記録面に集光されたレーザー光を戻り光として受光すると共に半導体基板のプリズムが配置された領域外に配置された信号検出用受光素子とを備えた
ことを特徴とする半導体集積装置。
【請求項２】
上記プリズムの光透過面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して略直交するように形成し、
プリズムの光反射面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して約４５°の角度を為すように形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積装置。
【請求項３】
上記プリズムの光透過面及び光反射面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して約４５°の角度を為す同一平面に形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積装置。
【請求項４】
上記プリズムの光反射面及び光透過面以外の面の少なくとも一部に迷光反射膜又は迷光吸収膜を施した
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体集積装置。
【請求項５】
上記プリズムの光反射面及び光透過面以外の面の少なくとも一部に迷光反射膜又は迷光吸収膜を施した
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体集積装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積装置に関する。詳しくは、半導体レーザーから出射されるレーザー光の出力に関する制御の信頼性の向上等を図る技術分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ディスクドライブ装置の光ピックアップに設けられる半導体集積装置があり、このような半導体集積装置は、半導体基板に半導体レーザー、信号検出用受光素子、プリズム等の所定の各光学素子が配置されている。
【０００３】
半導体集積装置には半導体レーザーから出射されるレーザー光の光量が一定となるように制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を有するモニター用受光素子が設けられているものがある。
【０００４】
モニター用受光素子のタイプとしては、ディスク状記録媒体の記録面へ向けて出射されるフロント側のレーザー光に対してその反対側へ出射される僅かなリア側のレーザー光の一部を受光して検出するリアモニタータイプと、ディスク状記録媒体の記録面へ向けて出射されるフロント側のレーザー光の一部を受光して検出するフロントモニタータイプとがある。
【０００５】
通常、ディスク状記録媒体に対する情報信号の再生のみを行う再生用のディスクドライブ装置では、リアモニタータイプのモニター用受光素子を用いて、僅かなレーザー光を検出することにより半導体レーザーから出射されるレーザー光の光量の制御を行うことができる。
【０００６】
しかしながら、再生用のディスクドライブ装置の中でも、光源、導波路、検出素子等が単一の基板に配置された所謂モノリシック２波長レーザー搭載デバイスを備えたタイプや情報信号の記録をも行う記録再生用のディスクドライブ装置にあっては、リアモニタータイプのモニター用受光素子を用いることができない場合がある。
【０００７】
例えば、記録再生用のディスクドライブ装置にあっては、ディスク状記録媒体に対する情報信号の記録に際し、半導体レーザーから出射される出力の大きなレーザー光を厳密に制御する必要があるが、フロント側のレーザー光とリア側のレーザー光との比率が温度によって変化（温度ドリフト）してしまうため、リアモニタータイプのモニター用受光素子を用いて半導体レーザーの正確な制御を行うことは困難である。従って、このような記録再生用のディスクドライブ装置にあっては、温度ドリフトの影響を受けないフロントモニタータイプのモニター用受光素子を用いて半導体レーザーの制御を行っている。
【０００８】
フロントモニタータイプのモニター用受光素子を有する従来の半導体集積装置の一例を図７に示す（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
半導体集積装置ａは図示しないパッケージ内に半導体基板ｂが配置され、該半導体基板ｂにサブマウントｃを介して半導体レーザーｄが搭載されている。
【００１０】
半導体基板ｂには、半導体レーザーｄに対向してプリズムｅが配置されている。プリズムｅには第１の反射面ｆと該第１の反射面ｆの下側に連続する第２の反射面ｇとが形成され、第１の反射面ｆは半導体レーザーｄから出射されるレーザー光の光軸に対して約４５°の角度で傾斜され、第２の反射面ｇは半導体レーザーｄから出射されるレーザー光の光軸に略直交されている。第１の反射面ｆはハーフミラー面とされ、第２の反射面ｇは全反射面とされている。
【００１１】
半導体基板ｂ上のプリズムｅの下面側の位置には、信号検出用受光素子ｈ、ｈが設けられている。
【００１２】
半導体基板ｂには、サブマウントｃとプリズムｅとの間にモニター用受光素子ｉが配置されている。半導体基板ｂの表面及びモニター用受光素子ｉの表面には、例えば、二酸化珪素から成るコーティングが施されている。
【００１３】
以上のように構成された半導体集積装置ａにおいて、半導体レーザーｄからレーザー光が出射されると、プリズムｅの第１の反射面ｆへ向かったレーザー光は該第１の反射面ｆで反射され、光路が９０°折り曲げられて図示しない対物レンズに入射されてディスク状記録媒体の記録面に集光される。ディスク状記録媒体の記録面に集光されたレーザー光は戻り光として再び対物レンズを経てプリズムｅの第１の反射面ｆに入射され、該第１の反射面ｆを透過されて信号検出用受光素子ｈ、ｈに受光される。
【００１４】
レーザー光が信号検出用受光素子ｈ、ｈに受光されることにより、例えば、ディスク状記録媒体に記録された情報信号の読取が行われる。
【００１５】
一方、半導体レーザーｄからレーザー光が出射されているときには、レーザー光の一部がプリズムｅの第２の反射面ｇへ向かい、このレーザー光は第２の反射面ｇで反射され、サブマウントｃとプリズムｅとの間に配置されたモニター用受光素子ｉに受光される。
【００１６】
レーザー光がモニター用受光素子ｉに受光されると、受光された光量が検出され、この検出結果に基づいて半導体レーザーｄから出射されるレーザー光の光量が一定となるように制御される。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２―２６０２７３号公報（第２図）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の半導体集積装置ａにあっては、モニター用受光素子ｉが空気に晒されているため、モニター用受光素子ｉ上に施されるコーティングのバラツキによる感度のバラツキが大きく、また、迷光による影響を受け易いという問題がある。
【００１９】
また、ディスク状記録媒体の記録面で反射されたレーザー光とモニター用のレーザー光とが何れもプリズムｅの内部に入射されるため、互いのレーザー光の干渉が発生し、情報信号の検出動作と半導体レーザーｄの出力についての制御動作とに悪影響を生じるおそれがある。
【００２０】
一方、上記した感度のバラツキや迷光による影響を低減するために、従来の半導体集積装置として、モニター用受光素子を半導体基板上のプリズムの下面側に配置したものがある（特許文献１の第１０図参照）。
【００２１】
しかしながら、この半導体集積装置にあっては、モニター用受光素子に受光されるレーザー光は、半導体レーザーから出射された対物レンズの開口領域内のレーザー光であるため、光学系へのカップリング効率が低下してしまうという問題がある。
【００２２】
また、ディスク状記録媒体の記録面で反射されたレーザー光とモニター用のレーザー光とが、何れもプリズムの内部に入射されるため、上記した半導体集積装置ａと同様の互いのレーザー光の干渉という問題が依然として解消されない。
【００２３】
そこで、本発明半導体集積装置は、半導体レーザーから出射されるレーザー光の出力に関する制御の信頼性の向上等を図ることを課題とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明半導体集積装置は、上記した課題を解決するために、半導体レーザーから出射されたレーザー光を反射し光反射膜が施された光反射面と半導体レーザーから出射され対物レンズの開口領域外のレーザー光を透過する光透過面とを有すると共に半導体基板上に接着されたプリズムと、半導体基板上のプリズムが配置された領域内に配置されプリズムの光透過面を透過されたレーザー光を受光するモニター用受光素子と、プリズムの光反射面で反射され対物レンズを介してディスク状記録媒体の記録面に集光されたレーザー光を戻り光として受光すると共に半導体基板のプリズムが配置された領域外に配置された信号検出用受光素子とを設けたものである。
【００２５】
従って、本発明半導体集積装置にあっては、対物レンズの開口領域内への光量が増加する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明半導体集積装置の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００２７】
半導体集積装置１は、例えば、ディスクドライブ装置に設けられた光ピックアップの移動ベースに配置されている。移動ベースはディスク状記録媒体２００に対する情報信号の記録時又は再生時に、ディスク状記録媒体２００の半径方向へ移動される。移動ベース上には対物レンズ１００（図１参照）を有する対物レンズ駆動装置が配置されている。対物レンズ駆動装置は対物レンズ１００を介してディスク状記録媒体２００に照射されるレーザー光をディスク状記録媒体２００の記録トラック上に集光させるように、ディスク状記録媒体２００に離接する方向であるフォーカシング方向及びディスク状記録媒体２００の略半径方向であるトラッキング方向へ対物レンズ１００を移動させる。
【００２８】
移動ベースには駆動回路と接続された配線板、例えば、フレキシブルプリント配線板が取り付けられ、該フレキシブルプリント配線板の一端部に外部電極が形成されている。
【００２９】
半導体集積装置１はパッケージ２に所定の各部が配置されて成り、図２及び図３に示すように、パッケージ２は、例えば、セラミック材料によって平板状に形成されたベース体３と、例えば、樹脂材料によって形成されたハウジング４とから成る。
【００３０】
ハウジング４は、例えば、断熱性の高い樹脂材料によって下方に開口された箱状に形成され、上面４ａに透過孔４ｂが形成されている。
【００３１】
ベース体３の上下両面には、それぞれ半導体基板５と上記配線板（フレキシブルプリント配線板）の外部電極との導通を図るための図示しない電極が設けられている。
【００３２】
半導体基板５の上下両面には、それぞれ各光学素子とベース体３の電極との導通を図るための図示しない電極部が設けられている。
【００３３】
半導体基板５には銀ペーストを介してサブマウント６が配置され、該サブマウント６上には半導体レーザー７が配置されている（図１乃至図４参照）。半導体レーザー７からはレーザー光が出射され、このレーザー光は側方、即ち、半導体基板５に沿う方向へ出射される。
【００３４】
半導体基板５上には、半導体レーザー７から発光されるレーザー光の光量が一定となるように制御するＡＰＣ機能を有するモニター用受光素子８が設けられている。
【００３５】
半導体基板５上には、図５に示すように、接着剤９、例えば、紫外線硬化型の接着剤を介してプリズム１０が取り付けられ、該プリズム１０はモニター用受光素子８を覆う位置に配置されている。プリズム１０には光反射面１０ａと光透過面１０ｂとが各別に形成されている。
【００３６】
光反射面１０ａは半導体レーザー７から出射されるレーザー光の光軸Ｘに対して約４５°の角度を為すように形成され、光反射面１０ａには光反射膜１１が施されている（図５参照）。光反射膜１１としては、例えば、誘電体多層膜や金属蒸着膜等が用いられている。半導体レーザー７から出射されたレーザー光は光反射面１０ａで反射され、光路が９０°折り曲げられる。
【００３７】
光透過面１０ｂは半導体レーザー７から出射されるレーザー光の光軸Ｘに対して略直交するように形成されている（図５参照）。光透過面１０ｂには、透過性を確保するためのコーティングを施す必要はないが、反射防止のための無反射コートを施すようにしてもよい。半導体レーザー７から出射されたレーザー光の一部は光透過面１０ｂを透過され、この光透過面１０ｂを透過されるレーザー光は、対物レンズ１００の開口領域外のレーザー光とされている。
【００３８】
上記のようにプリズム１０の光反射面１０ａと光透過面１０ｂとは半導体レーザー７から出射されるレーザー光の光軸Ｘに対して異なる角度を為すように形成されているため、光反射面１０ａのみに光反射膜１１を容易に施すことができ、プリズム１０の製造工程における作業性の向上を図ることができる。
【００３９】
半導体基板５上には信号検出用受光素子１２が配置され、該信号検出用受光素子１２は、例えば、サブマウント６及びプリズム１０の側方に位置されている。
【００４０】
半導体基板５の表面及びモニター用受光素子８の表面には、例えば、二酸化珪素から成るコーティングが施されている。
【００４１】
ハウジング４の上面４ａ上には、素子配置ブロック１３が取り付けられている。素子配置ブロック１３は、例えば、透明な樹脂材料によって形成され、下端部の中央部にグレーティング１４が配置され、上端部の中央部に１／４波長板１５が配置されている。
【００４２】
素子配置ブロック１３には１／４波長板１５の下側に所定の間隔をおいてホログラム１６が配置されている。ホログラム１６はレーザー光の光路を変更する光路変更機能及びレーザー光を分割する光分割機能を有する素子である。
【００４３】
以上のように構成された半導体集積装置１において、半導体レーザー７からレーザー光が出射されると、出射されたレーザー光はプリズム１０の光反射面１０ａで反射されて光路が９０°変更される（図１参照）。光路が変更されたレーザー光はハウジング４の透過孔４ｂを透過されグレーティング１４、ホログラム１６及び１／４波長板１５を介して対物レンズ１００へ向かい、該対物レンズ１００によってディスク状記録媒体２００の記録面に形成された記録トラックに集光される。ディスク状記録媒体２００の記録トラックに集光されたレーザー光は、記録面で反射されて戻り光として再び対物レンズ１００を介して１／４波長板１５からホログラム１６に入射される。ホログラム１６に入射されたレーザー光は光路が変更されて信号検出用受光素子１２に入射され、例えば、再生時にはディスク状記録媒体２００に記録された情報信号の読取が行われる。
【００４４】
上記のように半導体レーザー７からレーザー光が出射されているときには、レーザー光の一部がプリズム１０の光透過面１０ｂを透過されてモニター用受光素子８に入射される。モニター用受光素子８に入射されたレーザー光は、その光量が検出され、当該検出量に基づいて半導体レーザー７から出射されるレーザー光の光量が一定となるように半導体レーザー７の出力が制御される。
【００４５】
以上に記載した通り、半導体集積装置１にあっては、半導体基板５のプリズム１０が配置された領域内にモニター用受光素子８が配置され、該モニター用受光素子８がプリズム１０に覆われているため、モニター用受光素子８が空気に晒されることがなく、プリズム１０及び接着剤１１をモニター用受光素子８上に施されるコーティングと略同じ屈折率を有する材料によって形成することが可能であり、モニター用受光素子８上に施されるコーティングのバラツキによる感度のバラツキを生じ難く、感度の安定化により半導体レーザー７から出射されるレーザー光の出力に関する制御の信頼性の向上を図ることができる。
【００４６】
また、半導体基板５のプリズム１０が配置された領域内にモニター用受光素子８が配置されるため、半導体レーザー７とプリズム１０を接近させて配置することができ、半導体集積装置１の小型化を図ることができる。
【００４７】
さらに、プリズム１０の内部に外部から迷光が入射され難いため、モニター用受光素子８の検出動作に対する迷光による悪影響を防止することができる。
【００４８】
さらにまた、信号検出用受光素子１２が半導体基板５のプリズム１０が配置された領域外に配置されているため、ディスク状記録媒体２００の記録面で反射されたレーザー光がプリズム１０の内部に入射されず、モニター用のレーザー光とディスク状記録媒体２００の記録面で反射されたレーザー光との干渉が発生せず、情報信号の検出動作と半導体レーザー７の出力についての制御動作とに悪影響を生じない。
【００４９】
加えて、モニター用のレーザー光が対物レンズ１００の開口領域外のレーザー光であるため、光学系へのカップリング効率の向上を図ることができる。
【００５０】
尚、上記には、プリズムの一例として光反射面１０ａと光透過面１０ｂとが半導体レーザー７から出射されるレーザー光の光軸Ｘに対して異なる角度に形成されているプリズム１０を説明したが、プリズム１０に代えて、光反射面１０ｃと光透過面１０ｄとが半導体レーザー７から出射されるレーザー光の光軸Ｘに対して約４５°の角度を為す同一平面上に形成されたプリズム１０Ａを用いてもよい。
【００５１】
プリズム１０Ａを用いることにより、モニター用受光素子８を半導体レーザー７に接近させて配置することができ、モニター用受光素子８の一層の感度の向上を図ることができる。
【００５２】
尚、上記したプリズム１０及びプリズム１０Ａにおいて、光反射面１０ａ、１０ｃ及び光透過面１０ｂ、１０ｄ以外の面の一部又は全部に迷光反射膜又は迷光吸収膜を施してもよい。迷光反射膜としては、例えば、誘電体多層膜や金属蒸着膜等が用いられ、迷光吸収膜としては、例えば、酸化クロム膜が用いられる。
【００５３】
このように光反射面１０ａ、１０ｃ及び光透過面１０ｂ、１０ｄ以外の面の一部又は全部に迷光反射膜又は迷光吸収膜を施すことにより、プリズム１０又はプリズム１０Ａの内部への迷光の入射を確実に防止することができ、モニター用受光素子８の検出動作に対する迷光による悪影響を回避することができる。
【００５４】
上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明の実施に際しての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００５５】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明半導体集積装置は、半導体基板と該半導体基板に配置され半導体レーザーを含む所定の各光学素子とを備え、半導体レーザーから出射されたレーザー光が対物レンズによって集光されてディスク状記録媒体の記録面に集光される半導体集積装置であって、半導体レーザーから出射されたレーザー光を反射し光反射膜が施された光反射面と半導体レーザーから出射され対物レンズの開口領域外のレーザー光を透過する光透過面とを有すると共に半導体基板上に接着されたプリズムと、半導体基板上のプリズムが配置された領域内に配置されプリズムの光透過面を透過されたレーザー光を受光するモニター用受光素子と、プリズムの光反射面で反射され対物レンズを介してディスク状記録媒体の記録面に集光されたレーザー光を戻り光として受光すると共に半導体基板のプリズムが配置された領域外に配置された信号検出用受光素子とを備えたことを特徴とする。
【００５６】
従って、モニター用受光素子がプリズムに覆われているため、モニター用受光素子が空気に晒されることがなく、プリズム及びプリズムを半導体基板に接着するための接着剤をモニター用受光素子上に施されるコーティングと略同じ屈折率を有する材料によって形成することが可能であり、モニター用受光素子上に施されるコーティングのバラツキによる感度のバラツキを生じ難く、感度の安定化により半導体レーザーから出射されるレーザー光の出力に関する制御の信頼性の向上を図ることができる。
【００５７】
また、半導体基板のプリズムが配置された領域内にモニター用受光素子が配置されるため、半導体レーザーとプリズムを接近させて配置することができ、半導体集積装置の小型化を図ることができる。
【００５８】
さらに、プリズムの内部に外部から迷光が入射され難いため、モニター用受光素子の検出動作に対する迷光による悪影響を防止することができる。
【００５９】
さらにまた、信号検出用受光素子が半導体基板のプリズムが配置された領域外に配置されているため、ディスク状記録媒体の記録面で反射されたレーザー光がプリズムの内部に入射されず、モニター用のレーザー光とディスク状記録媒体の記録面で反射されたレーザー光との干渉が発生せず、情報信号の検出動作と半導体レーザーの出力についての制御動作とに悪影響を生じない。
【００６０】
加えて、モニター用のレーザー光が対物レンズの開口領域外のレーザー光であるため、光学系へのカップリング効率の向上を図ることができる。
【００６１】
請求項２に記載した発明にあっては、上記プリズムの光透過面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して略直交するように形成し、プリズムの光反射面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して約４５°の角度を為すように形成したので、光反射面のみに反射膜を容易に施すことができ、プリズムの製造工程における作業性の向上を図ることができる。
【００６２】
請求項３に記載した発明にあっては、上記プリズムの光透過面及び光反射面を半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に対して約４５°の角度を為す同一平面に形成したので、モニター用受光素子を半導体レーザーに接近させて配置することができ、モニター用受光素子の一層の感度の向上を図ることができる。
【００６３】
請求項４及び請求項５に記載した発明にあっては、上記プリズムの光反射面及び光透過面以外の面の少なくとも一部に迷光反射膜又は迷光吸収膜を施したので、プリズムの内部への迷光の入射を確実に防止することができ、モニター用受光素子の検出動作に対する迷光による悪影響を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図６と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図はレーザー光の光路を概念的に示す斜視図である。
【図２】半導体集積装置の分解斜視図である。
【図３】半導体集積装置の拡大断面図である。
【図４】半導体基板に配置された各光学素子を示す拡大平面図である。
【図５】要部を示す拡大側面図である。
【図６】別のプリズムを用いたときの要部を示す拡大側面図である。
【図７】従来の半導体集積装置の一例を示す拡大側面図である。
【符号の説明】
１…半導体集積装置、５…半導体基板、７…半導体レーザー、８…モニター用受光素子、１０…プリズム、１０ａ…光反射面、１０ｂ…光透過面、１１…光反射膜、１２…信号検出用受光素子、１００…対物レンズ、２００…ディスク状記録媒体、１０Ａ…プリズム、１０ｃ…光反射面、１０ｄ…光透過面、Ｘ…光軸
【図１】
2004220675.tif 000003
【図２】
2004220675.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004220675.tif 000007
【図６】
2004220675.tif 000008
【図７】
2004220675.tif 000009