(57)【要約】【課題】書き換え可能な光ディスクの読み書きに用いる半導体装置を薄型化・小型化し、これを用いた薄型・小型の光ピックアップ装置および光ディスクドライブ装置を提供する。【解決手段】共振器長が長い高出力の半導体レーザチップ３９をＳｉチップ３７の側面４２にパッケージの長辺側に沿って配置することにより、半導体レーザチップ３９と信号処理用の受光素子とが集積された半導体装置３０の薄型化・小型化を実現でき、さらに、この半導体装置３０を使用することにより、光ピックアップ装置およびこの光ピックアップ装置を使用した光ディスクドライブ装置はともに薄型化・小型化が実現できる。【選択図】図１
2007317753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射および受光する半導体装置であって、
前記半導体装置をパッケージングするパッケージと、
前記パッケージの基台上に形成されて１または複数の信号検出用受光素子を備えるＳｉチップと、
前記Ｓｉチップの前記基台との接続面に隣接した側面に共振器長方向と前記パッケージの長辺方向とが一致するように配置されて端面からレーザ光を出射する半導体レーザチップと、
前記レーザ光を前記パッケージの主面に対して垂直な方向に反射する反射面を備えるミラー部と、
前記Ｓｉチップの電極と電気的に接続されて前記半導体装置の外部電極となるリード端子と
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記Ｓｉチップと前記ミラー部とが一体的に構成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記Ｓｉチップと前記ミラー部とが分離していることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
レーザ光を出射および受光する半導体装置であって、
前記半導体装置をパッケージングするパッケージと、
前記パッケージの基台上に形成されて１または複数の信号検出用受光素子を備える第１のＳｉチップと、
前記パッケージの基台上に形成されて１または複数の信号検出用受光素子を備える第２のＳｉチップと、
前記第１のＳｉチップの前記基台との接続面に隣接した側面に共振器長方向と前記パッケージの長辺方向とが一致するように配置されて端面からレーザ光を出射する半導体レーザチップと、
前記第２のＳｉチップに形成されて前記レーザ光を前記パッケージの主面に対して垂直な方向に反射する反射面を備えるミラー部と、
前記第１のＳｉチップまたは前記第２のＳｉチップの電極と電気的に接続されて前記半導体装置の外部電極となるリード端子と
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
前記Ｓｉチップまたは前記第１のＳｉチップの前記側面と前記半導体レーザチップとを電極を介して接続することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体レーザチップの前記Ｓｉチップまたは前記第１のＳｉチップと接続された面に表面電極を備え、
前記Ｓｉチップまたは前記第１のＳｉチップの前記側面および前記信号検出用受光素子の形成面に前記表面電極と接続される配線とを備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記Ｓｉチップまたは前記第１のＳｉチップの前記半導体レーザチップとの接続面における前記接続面に平行な方向の長さが前記半導体レーザチップの前記接続面に平行な方向の長さより小さくなるように、前記側面と前記接続面の間に隣接する隣接面を形成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記ミラー部に前記レーザ光の一部が前記反射面を透過して検出される受光素子を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記ミラー部の前記反射面がＳｉの低指数面からなることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記パッケージは前記基台を備えるパッケージ下部と前記レーザ光をパッケージ外部に取り出すパッケージ上部とを備える構成であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記パッケージ上部に前記レーザ光の一部を分岐する回折光学素子を備えることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
主面に信号検出用受光素子を形成したＳｉチップと、端面からレーザ光を出射する半導体レーザチップと、前記レーザ光を反射する反射面を有するミラー部とを準備する工程と、
前記Ｓｉチップ、前記半導体レーザチップおよび前記ミラー部をパッケージの基台上に接着する工程を具備し、
前記Ｓｉチップを準備する工程において、前記Ｓｉチップの前記信号検出用受光素子形成面の側面に前記半導体レーザチップを配置して接続するための電極と前記半導体レーザチップの裏面電極を金属ワイヤで接続する接続電極とを形成する工程を備え、
前記半導体レーザチップの表面電極が前記Ｓｉチップの側面にハンダ接続され、前記裏面電極が前記Ｓｉチップの側面の前記接続電極と前記金属ワイヤで接続される工程の後、前記Ｓｉチップを前記半導体レーザチップと共に前記パッケージの基台上に接着する工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
主面に信号検出用受光素子を形成した第１のＳｉチップと、端面からレーザ光を出射する半導体レーザチップと、前記レーザ光を反射する反射面を有するミラー部と、主面に信号検出用受光素子を形成した第２のＳｉチップとを準備する工程と、
前記第１のＳｉチップ、前記半導体レーザチップ、前記ミラー部および前記第２のＳｉチップをパッケージの基台上に接着する工程を具備し、
前記第１のＳｉチップを準備する工程において、前記第１のＳｉチップの前記信号検出用受光素子形成面の側面に前記半導体レーザチップを配置して接続するための電極と前記半導体レーザチップの裏面電極を金属ワイヤで接続する接続電極とを形成する工程を備え、
前記半導体レーザチップの表面電極が前記第１のＳｉチップの前記側面にハンダ接続され、前記裏面電極が前記第１のＳｉチップの側面の前記接続電極と前記金属ワイヤで接続される工程の後、前記第１のＳｉチップを前記半導体レーザチップと共に前記パッケージの基台上に接着する工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記レーザ光をパッケージ外部に取り出すパッケージ上部をパッケージ下部に接着する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１２または請求項１３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
光ディスク上に記録された信号をレーザ光により読み書きする光ピックアップ装置であって、
前記レーザ光を前記光ディスクに出射するための開口部を備える筐体と、
前記レーザ光を出射し、かつ前記光ディスクで反射した前記レーザ光を受光する光集積装置として前記筐体内に載置される請求項１１に記載の半導体装置と、
前記レーザ光が屈折して前記半導体装置と前記光ディスク間を進むように前記筐体内に配置された立ち上げミラーと、
前記レーザ光が前記光ディスク上に絞込むように前記筐体内に配置された対物レンズと
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１６】
光ディスク上に記録された信号をレーザ光により読み書きする光ピックアップ装置であって、
前記レーザ光を前記光ディスクに出射するための開口部を備える筐体と、
前記レーザ光を出射し、かつ前記光ディスクで反射した前記レーザ光を受光する光集積装置として前記筐体内に載置される請求項１から請求項１０のいずれかに記載の半導体装置と、
前記レーザ光が屈折して前記半導体装置と前記光ディスク間を進むように前記筐体内に配置された立ち上げミラーと、
前記レーザ光を前記光ディスク上に絞込むように前記筐体内に配置された対物レンズと、
前記光ディスクで反射した前記レーザ光の一部を分岐して前記半導体装置に入射するように前記筐体内に配置された回折光学素子と
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記半導体装置から出射する前記レーザ光を平行光に変換するコリメートレンズをさらに筐体内に有することを特徴とする請求項１５または請求項１６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
光ディスクを搭載可能で、前記光ディスク上に記録された信号をレーザ光により読み書きする光ディスクドライブ装置であって、
請求項１５から請求項１７のいずれかに記載の光ピックアップ装置と、
前記光ピックアップ装置を光ディスクの半径方向に移動自在なトラバース機構と、
前記光ディスクを回転するドライブ機構と
を有することを特徴とする光ディスクドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、書き換え可能な光ディスクの読み込みおよび書き込みに用いる、半導体レーザチップと受光素子を集積化した半導体装置とその製造方法、および、この半導体装置を搭載する光ピックアップ装置および光ディスクドライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の書き換え型光ディスクは、ＤＶＤレコーダーやパソコンに搭載されて急速に普及している。とりわけ、ノートパソコン等の携帯機器に搭載される場合は光ディスクドライブ装置の薄型化・小型化が強く要望されている。
【０００３】
さて、光ディスクドライブ装置を薄型化・小型化するためには、光ピックアップ装置を薄型化・小型化することが重要である。この薄型化・小型化のためには、光ピックアップ装置の光学設計や機構設計において、主要構成部品の性能や機能は保持したままで主要構成部品の内部構造を見直すことにより、薄型化・小型化を実現することが期待される。
【０００４】
光ピックアップ装置の主要構成部品として、例えば、半導体レーザと信号検出用受光素子がある。この半導体レーザと信号検出用受光素子とを１つのパッケージ内に集積化した半導体装置が構成されている。光ピックアップ装置は、この半導体装置が集積化されて小型化・薄型化されるとともに、光ピックアップ装置内の構成部品点数が減らされることによって小型化・薄型化されている。
【０００５】
例として、図９を用いて従来の集積化された半導体装置における光集積素子の構造について説明する。
図９（ａ）は従来の半導体装置の要部である光集積素子を示す模式図、図９（ｂ）は従来の半導体装置の内部構成を示す概略構成図である。
【０００６】
図９（ａ）において、Ｓｉ基板１は主面２上に受光素子３が形成されており、同時に主面２に凹部を形成した底面４に半導体レーザチップ５がボンディングされている。また、半導体レーザチップ５のレーザ光の出射面に対向してＳｉ基板１の主面２に対して４５度の角度のミラー面６が形成されている。このミラー面６は、凹部のＶ溝状にエッチングされた斜面の一部を利用している。このように、Ｓｉ基板１上に信号検出用の受光素子３と半導体レーザチップ５とを集積化して光集積素子１２としている。
【０００７】
この光集積素子１２の半導体レーザチップ５の出射面からレーザ光７が出射されて、ミラー面６の反射位置８で反射されたのち、レーザ光７はＳｉ基板１の主面２に垂直に上方へ出射する。このレーザ光は光ピックアップ装置の光学系で光ディスクに導かれて、光ディスク上に記録された信号を読み取ったのちに反射し、光集積素子１２の方へ戻って信号検出用の受光素子３に入射することにより、光ディスク上に記録された信号やサーボ機構のエラー信号が検出される。
【０００８】
図９（ｂ）は半導体装置１０のパッケージ上部を外した全体の模式図である。パッケージ下部９の金属基台１１の上に光集積素子１２が接着されている。この光集積素子１２には受光素子３と半導体レーザチップ５とが集積されている。半導体レーザチップ５から出射したレーザ光はミラー面６の反射位置８で反射されたのち、主面２に垂直に出射する。また、レーザ光は光ディスクから戻って受光素子３に入射し、検出される光信号は電気信号に変換されて光集積素子１２内の回路で信号処理されたのち、パッケージ下部９のリード端子１３により外部の回路に取り出される。このように信号検出用の受光素子３と半導体レーザチップ５が同一の光集積化素子１２として集積化されているので、半導体装置１０は小型化・薄型化されている。すなわち、光ピックアップ装置の厚さを決める半導体装置１０の短辺の長さ２１を短くすることができる。
【０００９】
このような半導体装置１０を使用すると光ピックアップ装置も小型化・薄型化することができる（例えば、特許文献１参照）。
図１０を用いてこのような半導体装置１０を従来の光ピックアップ装置２０に使用した例を示す。
【００１０】
図１０は従来の半導体装置を搭載した従来の光ピックアップ装置の模式図である。
図１０において、光ピックアップ装置２０の筐体１４に半導体装置１０が実装されている。この半導体装置１０は図９（ｂ）に示すパッケージ下部９の上にパッケージ上部１５を接着して一体化している。このパッケージ上部１５には回折光学素子が形成されていて、半導体装置１０と光ディスク１６とは、ここではコリメートレンズである光学部品１７、立ち上げミラー１８および対物レンズ１９を介して光学的に結び付けられている。すなわち、図９の半導体装置１０の半導体レーザチップ（図示していない）より出射したレーザ光７は、光学部品１７で平行光にコリメートされ、立ち上げミラー１８により光路を９０°折り曲げられたのち、対物レンズ１９により光ディスク１６上に記録されたピット上に焦点を結ぶ。このピット上の信号を読み取ったレーザ光７は光ディスク１６で反射されて、同じ経路を逆に進んで半導体装置１０に戻る。このときに半導体装置１０のパッケージ上部１５に形成された回折光学素子（図示していない）により、レーザ光７は分岐されて受光素子（図示していない）に入射して光ディスクに記録された信号を読み取る。
【００１１】
このような光ピックアップ装置２０を薄型化するためには、半導体装置１０の短辺の長さ２１を短くすればよい。また、光ピックアップ装置２０を小型化するためには半導体装置１０の高さ２２を縮めればよい。しかしながら、半導体装置１０のように半導体レーザチップ５と受光素子３とが図９（ａ）で示すように集積化されていなければ、これらの素子間を光学的に結合する別の光学素子がさらに必要となる、あるいは、素子それぞれのパッケージが必要であるなど、光ピックアップ装置２０の小型化・薄型化には妨げとなる。
【００１２】
ところで、Ｓｉ基板上ではなく金属ブロック上に受光素子と半導体レーザチップを図９のように平面実装ではなく、３次元的に実装して集積化した光集積素子の構成も提案されている（例えば、特許文献２参照）。具体的には、光集積素子の保護キャップの一方の側壁面をカットすることにより、カットした分の厚さだけ図１０の光ピックアップ装置の厚さに相当する短辺の長さ２１が、この光集積素子では小さくなっている。
【特許文献１】特開平４−１９６１８９号公報
【特許文献２】特開平８−１８１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、今後は書き換え可能な光ディスクが大容量化・高速化するのに伴い半導体レーザが高出力化を要望されて、先行特許文献１で示された半導体装置では半導体レーザの共振器長が長くなると半導体装置の短辺の長さも長くなり、光ピックアップ装置の薄型化が妨げられる。
【００１４】
また、先行特許文献２では、同様に半導体レーザが高出力化を要望されてレーザの共振器長が長くなると半導体装置の高さが大きくなり、光ピックアップ装置の小型化が妨げられる。
【００１５】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、書き換え可能な光ディスクに用いる半導体レーザチップと信号処理用の受光素子とを集積化するときに、半導体装置の短辺の長さや高さが小さい新たな集積化の構造を提案するものである。この新しい集積化の構造により半導体装置を薄型化・小型化し、これを用いた薄型・小型の光ピックアップ装置および、この光ピックアップ装置を搭載した薄型・小型の光ディスクドライブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、レーザ光を出射および受光する半導体装置であって、前記半導体装置をパッケージングするパッケージと、前記パッケージの基台上に形成されて１または複数の信号検出用受光素子を備えるＳｉチップと、前記Ｓｉチップの前記基台との接続面に隣接した側面に共振器長方向と前記パッケージの長辺方向とが一致するように配置されて端面からレーザ光を出射する半導体レーザチップと、前記レーザ光を前記パッケージの主面に対して垂直な方向に反射する反射面を備えるミラー部と、前記Ｓｉチップの電極と電気的に接続されて前記半導体装置の外部電極となるリード端子とを有することを特徴とする。
【００１７】
この構成により、高出力のレーザ光を出射する共振器長の長い半導体レーザチップが搭載されても、さらにレーザ光の高出力化が可能な薄型・小型の半導体装置が実現できる。
また、前記Ｓｉチップと前記ミラー部とが一体的に構成されることを特徴とする。この構成により、半導体レーザチップの位置調整だけで信号検出用受光素子を形成したＳｉチップ、半導体レーザチップおよびミラー部との位置関係がさらに容易に調整できる。
【００１８】
また、前記Ｓｉチップと前記ミラー部とが分離していることを特徴とする。この構成により、Ｓｉチップとミラー部を個別に製造することができ、個別に簡単な製造工程により作製できるのでさらに低コストで製造することができる。
【００１９】
また、レーザ光を出射および受光する半導体装置であって、前記半導体装置をパッケージングするパッケージと、前記パッケージの基台上に形成されて１または複数の信号検出用受光素子を備える第１のＳｉチップと、前記パッケージの基台上に形成されて１または複数の信号検出用受光素子を備える第２のＳｉチップと、前記第１のＳｉチップの前記基台との接続面に隣接した側面に共振器長方向と前記パッケージの長辺方向とが一致するように配置されて端面からレーザ光を出射する半導体レーザチップと、前記第２のＳｉチップに形成されて前記レーザ光を前記パッケージの主面に対して垂直な方向に反射する反射面を備えるミラー部と、前記第１のＳｉチップまたは前記第２のＳｉチップの電極と電気的に接続されて前記半導体装置の外部電極となるリード端子とを有することを特徴とする。
【００２０】
この構成により、高出力のレーザ光を出射する共振器長の長い半導体レーザチップが搭載されても、さらにレーザ光の高出力化が可能な薄型・小型の半導体装置が実現できる。そのうえ、Ｓｉチップとミラー部を個別に製造することができ、個別に簡単な製造工程により作製できるのでさらに低コストで製造することができる。
【００２１】
また、前記Ｓｉチップまたは前記第１のＳｉチップの前記側面と前記半導体レーザチップとを電極を介して接続することを特徴とする。この構成により、半導体レーザチップはＳｉチップの側面の所定の位置にさらに精度よく固定される。また、放熱のよい金属で電極を作製することにより、半導体レーザチップで生じた熱は、この金属の電極を介してさらに効率よく放熱することができる。
【００２２】
また、前記半導体レーザチップの前記Ｓｉチップまたは前記第１のＳｉチップと接続された面に表面電極を備え、前記Ｓｉチップまたは前記第１のＳｉチップの前記側面および前記信号検出用受光素子の形成面に前記表面電極と接続される配線とを備えることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、Ｓｉチップまたは第１のＳｉチップの主面上の配線とＳｉチップまたは第１のＳｉチップの側面に配置される半導体レーザチップの表面電極面とが隣接面上の配線等による接続が容易となり、さらに安定に電気的に接続することができる。
【００２４】
また、前記Ｓｉチップまたは前記第１のＳｉチップの前記半導体レーザチップとの接続面における前記接続面に平行な方向の長さが前記半導体レーザチップの前記接続面に平行な方向の長さより小さくなるように、前記側面と前記接続面の間に隣接する隣接面を形成することを特徴とする。この構成により、半導体レーザチップはチップ側面がハンダ等によりショートすることなく、さらに安定に電気的に接続することができる。
【００２５】
また、前記ミラー部に前記レーザ光の一部が前記反射面を透過して検出される受光素子を備えることを特徴とする。この構成により、レーザ光の一部の光出力を容易に検出することができ、全体のレーザ光の光出力を推定することができる。このことにより、光出力が一定になるようにレーザ光を駆動する電流値を制御して、さらに安定して光出力を制御することができる。
【００２６】
また、前記ミラー部の前記反射面がＳｉの低指数面からなることを特徴とする。この構成により、欠陥の少ないＳｉの低指数面をレーザ光の反射面として利用できるので、さらに光学的に平坦なミラー部の反射面が実現できる。
【００２７】
また、前記パッケージは前記基台を備えるパッケージ下部と前記レーザ光をパッケージ外部に取り出すパッケージ上部とを備える構成であることを特徴とする。このことにより、パッケージ上部からレーザ光をさらに効率よく取り出すことができる。同時に外部からの湿気やダスト等がパッケージ内に入らないように気密性をさらに高めることができる。
【００２８】
また、前記パッケージ上部に前記レーザ光の一部を分岐する回折光学素子を備えることを特徴とする。この構成により、信号検出用受光素子と半導体レーザチップとを、パッケージ外部の光ピックアップ装置の光学系や光ディスクと光学的に結びつけて、さらに効率よく光ディスクに記録された情報を読み取ることができる。
【００２９】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、主面に信号検出用受光素子を形成したＳｉチップと、端面からレーザ光を出射する半導体レーザチップと、前記レーザ光を反射する反射面を有するミラー部とを準備する工程と、前記Ｓｉチップ、前記半導体レーザチップおよび前記ミラー部をパッケージの基台上に接着する工程を具備し、前記Ｓｉチップを準備する工程において、前記Ｓｉチップの前記信号検出用受光素子形成面の側面に前記半導体レーザチップを配置して接続するための電極と前記半導体レーザチップの裏面電極を金属ワイヤで接続する接続電極とを形成する工程を備え、前記半導体レーザチップの表面電極が前記Ｓｉチップの側面にハンダ接続され、前記裏面電極が前記Ｓｉチップの側面の前記接続電極と前記金属ワイヤで接続される工程の後、前記Ｓｉチップを前記半導体レーザチップと共に前記パッケージの基台上に接着する工程を備えることを特徴とする。
【００３０】
この方法により、半導体レーザチップはＳｉチップの側面に確実に固定されて主面上の配線と接続されるので、さらに電気的にも光学的にも安定に薄型化・小型化された半導体装置を製造することができる。
【００３１】
また、主面に信号検出用受光素子を形成した第１のＳｉチップと、端面からレーザ光を出射する半導体レーザチップと、前記レーザ光を反射する反射面を有するミラー部と、主面に信号検出用受光素子を形成した第２のＳｉチップとを準備する工程と、前記第１のＳｉチップ、前記半導体レーザチップ、前記ミラー部および前記第２のＳｉチップをパッケージの基台上に接着する工程を具備し、前記第１のＳｉチップを準備する工程において、前記第１のＳｉチップの前記信号検出用受光素子形成面の側面に前記半導体レーザチップを配置して接続するための電極と前記半導体レーザチップの裏面電極を金属ワイヤで接続する接続電極とを形成する工程を備え、前記半導体レーザチップの表面電極が前記第１のＳｉチップの前記側面にハンダ接続され、前記裏面電極が前記第１のＳｉチップの側面の前記接続電極と前記金属ワイヤで接続される工程の後、前記第１のＳｉチップを前記半導体レーザチップと共に前記パッケージの基台上に接着する工程を備えることを特徴とする。
【００３２】
この構成により、半導体レーザチップは第１のＳｉチップの側面に確実に固定されて主面上の配線と接続されるので、さらに電気的にも光学的にも安定に薄型化・小型化された半導体装置を製造することができる。
【００３３】
また、前記レーザ光をパッケージ外部に取り出すパッケージ上部をパッケージ下部に接着する工程をさらに備えたことを特徴とする。このことにより、外部からの湿気やダスト等がパッケージ内に入らないように気密性がさらに高められるので、半導体装置の信頼性がさらに向上することができる。
【００３４】
また、本発明の光ピックアップ装置は、光ディスク上に記録された信号をレーザ光により読み書きする光ピックアップ装置であって、
前記レーザ光を前記光ディスクに出射するための開口部を備える筐体と、
前記レーザ光を出射し、かつ前記光ディスクで反射した前記レーザ光を受光する光集積装置として前記筐体内に載置される請求項１１に記載の半導体装置と、
前記レーザ光が屈折して前記半導体装置と前記光ディスク間を進むように前記筐体内に配置された立ち上げミラーと、
前記レーザ光が前記光ディスク上に絞込むように前記筐体内に配置された対物レンズと
を有することを特徴とする。
【００３５】
また、光ディスク上に記録された信号をレーザ光により読み書きする光ピックアップ装置であって、前記レーザ光を前記光ディスクに出射するための開口部を備える筐体と、前記レーザ光を出射し、かつ前記光ディスクで反射した前記レーザ光を受光する光集積装置として前記筐体内に載置される請求項１から請求項１０のいずれかに記載の半導体装置と、前記レーザ光が屈折して前記半導体装置と前記光ディスク間を進むように前記筐体内に配置された立ち上げミラーと、前記レーザ光を前記光ディスク上に絞込むように前記筐体内に配置された対物レンズと、前記光ディスクで反射した前記レーザ光の一部を分岐して前記半導体装置に入射するように前記筐体内に配置された回折光学素子とを有することを特徴とする。
【００３６】
また、前記半導体装置から出射する前記レーザ光を平行光に変換するコリメートレンズをさらに筐体内に有することを特徴とする。
これらの構成により、さらに薄型で、投影面積の少ない小型の光ピックアップ装置が実現できる。
【００３７】
また、光ディスクを搭載可能で、前記光ディスク上に記録された信号をレーザ光により読み書きする光ディスクドライブ装置であって、請求項１５から請求項１７のいずれかに記載の光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置を光ディスクの半径方向に移動自在なトラバース機構と、前記光ディスクを回転するドライブ機構とを有することを特徴とする。
【００３８】
この構成により、さらに薄型化・小型化された光ディスクドライブ装置が実現できる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の半導体装置は、共振器長が長い高出力の半導体レーザチップをＳｉチップの側面にパッケージの長辺側に沿って配置することにより、半導体レーザチップと信号処理用の受光素子とが集積された半導体装置の薄型化・小型化を実現でき、さらに、この半導体装置を使用することにより、光ピックアップ装置およびこの光ピックアップ装置を使用した光ディスクドライブ装置はともに薄型化・小型化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態にかかる半導体装置について、図面を参照しながら説明する。なお、図面で同じ符号が付いたものは、説明を省略する場合もある。
（第１の実施の形態）
図１から図４を用いて第１の実施の形態における半導体装置の構成について説明する。
【００４１】
図１は本発明の第１の実施の形態における半導体装置の概略構成図であり、図１（ａ）は第１の実施の形態における半導体装置の主要な構成部品である光集積素子の実装状態を示す斜視図、図１（ｂ）は第１の実施の形態における半導体装置の内部構成を示す概略構成図である。
【００４２】
図１（ａ）において、パッケージ（図示していない）の金属基台３２の上に光集積素子３１が実装されている。この光集積素子３１は、主面３３に信号処理用受光素子３４，３５，３６を形成したＳｉチップ３７と、レーザ光３８を出射する半導体レーザチップ３９と、レーザ光３８を反射する反射面４０を有するミラー部４１とを主要な要素として構成されている。なお、半導体レーザチップ３９はＳｉチップ３７の主面３３に隣接した側面４２に配置されている。この半導体レーザチップ３９の端面４３から出射するレーザ光３８は、端面４３に対向して配置されたミラー部４１の反射面４０により、主面３３に対して垂直に主面３３側にレーザ光４４として出射される。
【００４３】
このレーザ光４４は、図１（ｂ）に示す半導体装置３０から外部に出射されて光ディスクの信号を読み取ったのち、同じ光ピックアップ装置の光学系の経路（図示していない）を通って半導体装置３０に戻ってくる。この戻ってきたレーザ光（図示していない）は、半導体装置３０のパッケージ上部（図示していない）に作製された複数の領域からなる回折光学素子（図示していない）により分岐されて、レーザ光４５ａ，４５ｂ，４６，４７はそれぞれ信号処理用受光素子３４，３５，３６に入射して光信号が読み取られる。
【００４４】
なお、受光素子３４，３５，３６で読み取った光信号は電気信号に変換される。これらの電気信号は信号処理回路等で演算されたのち、主面３３に形成された配線によりＳｉチップ３７の主面３３の周辺部に形成された電極４８にそれぞれ接続されて取り出される。さらに、複数の電極４８は複数のリード端子５４に接続されて、このリード端子５４から外部回路に光ピックアップ装置の信号が出力されることとなる。また、Ｓｉチップ３７との接合面に形成された半導体レーザチップ３９の表面電極４９は、側面４２に形成された電極と接続された主面３３に形成された配線（図示していない）を経由して、電極４８の一つに接続されている。一方、半導体レーザチップ３９の裏面電極５０は、Ｓｉチップ３７の側面４２に形成された接続電極７４に金ワイヤ５１により接続され、接続電極７４は主面３３の電極５２に配線（図示していない）により接続されている。この電極５２は主面３３に形成された別の配線（図示していない）により、電極４８の一つに接続されている。このような配線や電極の接続により、半導体レーザチップ３９はＳｉチップ３７の主面３３の周辺部に形成された電極４８を介して外部の電流源により電流駆動される。
【００４５】
図１（ｂ）に示す光集積素子３１はＳｉチップの主面３３上において複数の電極４８が複数の導電性ワイヤ５５によりパッケージ下部５３の複数のリード端子５４に接続されている。このリード端子５４が外部回路と接続されることにより、半導体装置３０の中の半導体レーザチップ３９と信号処理用の受光素子３４，３５，３６とがそれぞれ外部の電流源および電圧源により駆動されて動作する。このようにして半導体装置３０からのレーザ光は反射面４０の見かけの発光点５６より出射され、光ディスクからのレーザ光は受光素子３４，３５，３６により受光される。
【００４６】
このように本実施の形態の半導体装置３０においては、パッケージ下部５３の長辺の長さ５７方向とチップ長方向が平行となるように半導体レーザチップ３９を配置する。すなわち、図１（ａ）に示す半導体レーザチップ３９から出射されるレーザ光３８も、図１（ｂ）のパッケージ下部５３の長辺の長さ５７と平行となる。このようにすると、光ディスクドライブ装置用の光ピックアップ装置に用いる高出力半導体レーザ、例えば、波長７８０ｎｍ帯のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザや波長６５０ｎｍ帯のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザにおいて、光出力がパルス出力時に１００ｍＷを超えて、半導体レーザの共振器長が１ｍｍを超えても半導体装置３０の短辺の長さには影響しない。これに対し、このような半導体レーザを図９で示した従来の構造の半導体装置１０に搭載した場合は、短辺の長さ２１が半導体レーザの共振器長に対応して長くなり、図１０で示した光ピックアップ装置２０の厚さが厚くなるという薄型化・小型化の障害となる。本実施の形態では、パッケージ下部５３の長辺の長さ５７と平行となるように半導体レーザチップ３９を配置することにより、共振器長が長くなったとしても半導体装置３０の短辺の長さには影響しないため、半導体レーザを高出力化したとしても、半導体装置を薄型化・小型化し、これを用いた光ピックアップ装置および、この光ピックアップ装置を搭載した光ディスクドライブ装置を薄型・小型化することができる。
【００４７】
そのうえ、図１（ａ）および（ｂ）に示すように半導体レーザチップ３９をＳｉの主面３３上に配置する必要がないので、受光素子や信号処理回路のレイアウトを工夫することにより、パッケージ下部の短辺の長さ５８はさらに短くすることができる。すなわち、半導体レーザチップ３９はＳｉチップ３７の側面４２に配置するので、Ｓｉチップ３７の主面３３には受光素子だけでなく信号処理回路や配線等を主面全体の面積を有効に活用して作製することができる。さらに、書き換え型光ディスクによるさらなる高速の記録を実現するために半導体レーザチップ３９の高出力化を行う場合は、半導体レーザチップ３９の共振器長が長くなる。しかしながら、本実施の形態では、半導体装置３０の長辺の長さ５７と同じ方向に半導体レーザチップ３９の共振器長は伸びることとなり、半導体装置３０の形状は変わらないので薄型化・小型化の障害とはならない。
また、本実施の形態の半導体装置３０においては、主面３３に対して垂直になるように半導体レーザチップ３９を配置する。これは半導体装置から出力するレーザ光と、光ピックアップ装置及び光ディスクの配置に関連がある。半導体レーザチップ端面から出力されるレーザ光の強度分布は楕円形状をしており、光ピックアップ装置の光学系はレーザ光の強度分布の長辺側が光ディスク上のデータであるピットの方向に沿うよう設計している。半導体レーザチップ３９を光集積素子３１の主面３３上かつパッケージ下部５３の長辺の長さ５７方向とチップ長方向が平行となるように配置すると、半導体装置から出力されるレーザ光の強度分布は、９０度回転する。したがって本実施の形態では、光集積素子３１の主面３３に対して垂直になるように半導体レーザチップ３９を配置することにより、従来の半導体装置と同じレーザ光の強度分布の出力となり、薄型化・小型化した光ピックアップ装置を実現することができる。
【００４８】
次に、本実施の形態における半導体装置３０の製造方法について図２に示す工程断面図を用いて説明する。
図２（ａ）は第１の実施の形態の半導体装置における中空のパッケージ下部を示す断面図、図２（ｂ）は第１の実施の形態の半導体装置の製造方法における固着部材塗布工程を示す工程断面図、図２（ｃ）は第１の実施の形態の半導体装置の製造方法における光集積素子固着工程を示す工程断面図、図２（ｄ）は第１の実施の形態の半導体装置の製造方法における結線工程を示す工程断面図、図２（ｅ）は第１の実施の形態の半導体装置の製造方法におけるパッケージ上部接着工程を示す工程断面図である。また、図２は、全て図１（ｂ）のＢ−Ｂ線で切断した工程断面図で示す。
【００４９】
図２（ａ）に中空のパッケージ下部５３を示す。パッケージ下部５３は金属部分と樹脂部分とからなり、パッケージ内部に形成され、半導体チップが接着される金属基台３２や、導電性ワイヤが接着されるリード端子５４の表面は樹脂で覆われずに金属面が露出した状態になっている。金属基台３２とリード端子５４は金属からなり、それ以外のパッケージ下部５３は樹脂でできている。
【００５０】
まず、図２（ｂ）に示すように、金属基台３２上に、エポキシやポリイミドが主剤の銀ペーストからなる固着部材５９をディスペンサーで適量塗布する。この固着部材５９は導電性粉末が練り込まれた半硬化エポキシシートであってもよい。次に、図２（ｃ）に示すように、固着部材５９上にパッケージ下部５３の中心に対して適正な位置に光集積素子３１を配置したのち、加熱して光集積素子３１を固着部材５９により金属基台３２に固着する。この光集積素子３１は、図１（ａ）で示したようにＳｉチップ３７の主面３３上に信号処理用の受光素子３５，３６，３７が形成され、Ｓｉチップ３７の側面４２には高出力の半導体レーザチップ３９が配置されたものである。また、Ｓｉチップ３７はミラー部４１と一体となっており、高出力のレーザ光を反射する反射面４０が形成されている。
【００５１】
ところで、このようなＳｉチップ３７は、通常のバイポーラＳｉプロセスによりＳｉ基板上に形成される。例えば、ｐ型Ｓｉ基板上にＳｉのｉ層をエピタキシャル工程で積層したのち、ｎ型領域およびｐ型領域をイオン注入により形成して、受光素子やトランジスタおよび回路部品等を形成する。また、ミラー部４１は上記受光素子やトランジスタおよび回路部品等を形成したのち、主面３３のミラー部４１形成領域以外をフォトレジスト等で覆い、例えば、異方性エッチャントを用いたウェットエッチングによりＳｉ結晶の低指数面がミラー面となるように形成する。
【００５２】
このときに、例えば、＜１１０＞方向を軸として約１０°のオフアングルを持たせた（１００）面を主面３３として用いると、反射面４０は主面３３に対して４５°の面として形成される。また、反射面４０は異方性エッチャントにより、Ｓｉの低指数面の１つである（１１１）面が露出した面となるので、光学的に平坦な良好な反射面が形成できる。この（１１１）面の上に金属薄膜を付けて反射面４０の反射率を９５％以上に増加させることができる。具体的には、例えば、反射面４０にプラズマＣＶＤ法でＳｉＮ膜を３００ｎｍ形成したのち、金属薄膜として金属蒸着法によりＴｉを１００ｎｍ、Ａｕを５００ｎｍの厚さで順に積層して形成する。
【００５３】
次に、このように作製されたＳｉチップ３７は、半導体レーザチップ３９を配置する側面上に半導体レーザチップ３９の表面電極（図示していない）と接続する電極（図示していない）と、この電極と主面３３上の電極４８とを接続する配線と、半導体レーザチップ３９の裏面電極から導電性ワイヤ５１で接続される接続電極７４と、この接続電極と主面３３上の電極５２を接続する配線が形成される。この工程は、例えば、側面の電極や配線を形成する以外の部分はフォトレジスト等でマスクされ、蒸着法等によりＴｉ／Ａｕが蒸着されて、リフトオフにより電極や配線が形成される。
【００５４】
また、光集積素子３１のＳｉの主面３３上には、半導体レーザチップ３９と導電性ワイヤ５１で接続されたＳｉチップ３７の側面上の接続電極７４と配線で接続される電極５２やリード端子５４と導電性ワイヤで接続される電極４８が形成されている。この複数の電極４８により、Ｓｉ主面上の受光素子やトランジスタおよび回路部品等により信号処理された出力は、光ピックアップ装置の各信号出力としてリード端子５４からパッケージの外部の回路に出力される。
【００５５】
このように形成された光集積素子３１は、図２（ｄ）に示すように、導電性ワイヤでパッケージ下部５３のリード端子５４に接続される。すなわち、Ｓｉ主面３３上の電極４８は、例えば、Ａｌの導電性ワイヤ５５でリード端子５４と接続される。
【００５６】
最後に、図２（ｅ）に示すようにパッケージ上部６０は接着剤６１によりキャップ部品としてパッケージ下部５３に接着される。このパッケージ上部６０はレーザ光をよく透過する、例えば、ポリオレフィン系の透明な樹脂材料を用いて射出成型により作製する。パッケージ上部６０の外側の面６２にはレーザ光の一部を分岐する回折光学素子６３が形成されている。この回折光学素子６３により、光ディスク（図示していない）から反射して戻ってきたレーザ光は、一部のレーザ光が回折されて主面３３上の信号処理用受光素子３５，３６，３７に導かれて光信号を受信することとなる。
【００５７】
なお、光ピックアップ装置において半導体装置の外部に回折光学部品を配置するときはパッケージ上部６０には回折光学素子６３が形成されない。
このような構成により、半導体レーザチップはＳｉチップの側面に確実に固定されて主面上の配線と接続されるので、さらに電気的にも光学的にも安定に薄型化・小型化された半導体装置を製造することができる。
【００５８】
さらに、書き換え型光ディスクでは高出力半導体レーザの光出力の制御が重要である。光出力が必要以上に増大すると光ディスクに記録した情報を消去したり、半導体レーザに大きい負荷をかけたりするという問題が生じる。また、光出力が所定の出力より小さいと光ディスクに記録するときに前に記録されていた内容の消去が不十分となり、記録そのものが不完全にしかできないという問題が生じる。したがって、高出力半導体レーザの光出力を一定に正確に制御する必要がある。そのためには、高出力半導体レーザから光ディスクの方へ出射するレーザ光の一部を検出して、その検出値を基に光出力が一定になるように、レーザ電源の電流値を制御しなければならない。
【００５９】
図３を用いて、高出力半導体レーザの光出力の一部を検出するためにミラー部４１に形成した受光素子について説明する。
図３（ａ）は第１の実施の形態の半導体装置における半導体レーザチップおよびミラー部を示す概略構成図であり、光集積素子３１の半導体レーザチップ３９およびミラー部４１の部分を拡大して上方から見た概略構成図を示す。
【００６０】
図３（ａ）に示すように、Ｓｉチップ３７の主面３３上には受光素子３４，３６と半導体レーザチップ３９に電流を注入するための配線６４が形成されている。また、Ｓｉチップ３７の側面４２には、半導体レーザチップ３９の表面電極と接続される、配線６４から連続して接続された配線６５が側面４２上に形成されている。なお、半導体レーザチップ３９と配線６５はハンダ（図示していない）により接続されている。
【００６１】
ところで、半導体レーザチップ３９から出射したレーザ光４４は、ミラー部４１の反射面４０の見かけの発光点５６で反射したのち、垂直上方に出射して光ディスク（図示していない）に達する。レーザ光４４が反射面４０で反射するときにＳｉ反射面上に金属薄膜や誘電体薄膜を形成して、例えば、１から２％程度のレーザ光が透過するようにして、レーザ光４４の一部が光出力モニター用の受光素子６６で受光できるようにしている。
【００６２】
また、図３（ｂ）は第１の実施の形態の半導体装置における半導体レーザチップおよびミラー部を示す概略断面図であり、図３（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面を矢印Ｄの方向から見た半導体レーザチップ３９と光出力モニター用の受光素子６６との周辺の拡大した概略構成図を示す。
【００６３】
図３（ｂ）に示すように、光出力モニター用の受光素子６６は、ここでは、例えば、ｐ型のＳｉ基板６７にｎ型のドーパントであるＡｓ等をイオン注入してｎ型領域６８を形成してＰＮ接合を作ることにより作製される。この構成により、レーザ光全体の光出力を推定して、所望の光出力が正確に維持されるようにレーザ光を駆動する電流値を制御することができる。したがって、一定の出力のレーザ光がさらに安定して半導体装置から出力することができる。
【００６４】
次に、図４を用いて、半導体レーザチップの実装の構造について半導体レーザチップ周辺を拡大した概略構成図を用いて説明する。
図４（ａ）は第１の実施の形態の半導体装置における半導体レーザチップを示す概略構成図であり、Ｓｉチップ３７の側面４２に半導体レーザチップ３９が実装されている要部を上方から見た概略構成図、図４（ｂ）は第１の実施の形態の半導体装置における半導体レーザチップを示す概略断面図であり、図４（ａ）の矢印Ｅの方向から半導体レーザチップ３９の実装の要部を見た概略構成図である。
【００６５】
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、Ｓｉチップ３７の半導体レーザチップ３９との接続面における主面３３に対して垂直な方向の長さが半導体レーザチップ３９の主面３３に対して垂直な方向の長さより短くなるように、テーパや溝を形成して半導体レーザチップ３９が実装されている側面４２に隣接する隣接面６９および隣接面７２が形成されている。半導体レーザチップ３９に電流を注入する配線は、主面３３上には配線６４、隣接面６９上には配線７０がそれぞれ連続してつながった状態で形成され、側面４２の電極６５に接続されている。半導体レーザチップ３９の表面電極（図示していない）と電極６５はハンダ７１で接続されている。また、半導体レーザチップ３９の裏面電極（図示していない）は導電性ワイヤ５１でＳｉチップ３７の側面上の接続電極７４に接続されている。この接続電極７４は、側面上の配線（図示していない）により隣接面６９上の配線７５に接続されたのちに、主面３３上の配線７６を介して電極５２に接続される。
【００６６】
このように隣接面６９および隣接面７２を形成することにより、半導体レーザチップ３９はＳｉチップ３７の側面４２の所定の位置にさらに精度よく固定される。また、放熱のよい金属、例えば、金で電極６５を作製することにより、半導体レーザチップで生じた熱は、この金属の電極６５を介してさらに効率よく放熱することができる。ここでは、連続した電極７０，６４を介して効率よく放熱される。
【００６７】
また、図４（ｂ）からも明らかなようにハンダ付けのときにハンダが多いときでも、半導体レーザチップ３９の側面７３にハンダが盛り上がらず隣接面６９，７２の方に流れるのでショート等が発生せず、高い信頼性が得られる。
（第２の実施の形態）
図５を用いて本発明の第２の実施の形態における半導体装置の構成について説明する。
【００６８】
図５（ａ）は第２の実施の形態における半導体装置の主要な構成部品である光集積素子の実装状態を示す斜視図であり、本実施の形態における半導体装置８０の主要な構成部品である光集積素子８１とミラー部８２の実装状態を示す斜視図、図５（ｂ）は第２の実施の形態における半導体装置の内部構成を示す概略構成図であり、半導体装置８０のパッケージ上部を外して、半導体装置８０の内部構成を見た概略構成図を示す。
【００６９】
図５（ａ）において、パッケージ（図示していない）の金属基台３２の上に光集積素子８１が実装されている。第１の実施の形態と異なり、光集積素子８１とミラー部８２とが一体化された構成ではなく、それぞれ個別の部品として実装されている。
【００７０】
この光集積素子８１は、主面３３に信号処理用受光素子３４，３５，３６を形成したＳｉチップ３７と、レーザ光３８を出射する半導体レーザチップ３９と、レーザ光３８を反射する反射面８３を有するミラー部８２とが主要な要素として構成されている。なお、半導体レーザチップ３９はＳｉチップ３７の主面３３に隣接した側面４２に配置されている。この半導体レーザチップ３９の端面４３から出射するレーザ光３８は、端面４３に対向して実装されたミラー部８２の反射面８３により、主面３３に対して垂直に主面３３側にレーザ光４４として出射される。
【００７１】
光ディスクの信号を読み取る方法については第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。このように光集積素子８１とミラー部８２とを個別の部品として製作することができると、それぞれを製作するのに適した工程のみで製造工程が簡単に製作できるので低コスト化することができる。すなわち、ミラー部８２は、例えば、短冊状にミラーバーを形成したのち、個片にカットして使用することができる。また、光集積素子８１はミラーを作製するプロセスが不要なので、通常のバイポーラＳｉプロセスにより一導電性のＳｉ基板上に形成すればよい。
【００７２】
なお、上記の説明ではミラー部８２はＳｉ半導体材料で説明している。ミラー部８２は個別に作製すればよいので、ガラス材料や金属材料などの材料で作製されたものでもよい。すなわち、レーザ光３８の強度や位相およびこれらの分布状態を変えないで反射できるものであればよい。
【００７３】
図５（ｂ）に図５（ａ）で説明した光集積素子８１とミラー部８２とをパッケージ下部５３に接着した半導体装置８０の概略構成図を示す。ところで、光集積素子８１とミラー部８２とは一体ではない。第１の実施の形態ではＳｉチップ３７にミラー部４０は一体化されていたので、半導体装置３０における主要な実装精度は半導体レーザチップ３９を所定の実装位置に実装することだけで決まる。本実施の形態では、主要な実装精度は半導体レーザチップ３９の実装精度とミラー部８２の半導体レーザチップ３９に対する光学的な実装精度の２点である。
【００７４】
しかしながら、予めＳｉチップ３７の平坦な側面４２とミラー部８２の平坦な側面とを接着して一体化しておくことにより、精密な実装精度が必要な実装を半導体レーザチップ３９の実装のみにすることができる。
【００７５】
なお、ミラー部をＳｉ半導体などの半導体材料で作製した場合には、図３に示す第１の実施の形態で説明したようにミラー部にレーザ光の一部を検出する光出力モニター用の受光素子を形成してもよい。
【００７６】
なお、図４で示す第１の実施の形態で説明したようにＳｉチップ３７の主面３３と側面４２の間に隣接面を設けて半導体レーザチップ３９の電極や接続電極と主面上の電極をつなぐ配線を形成してもよい。
【００７７】
以上のように、光集積素子とミラー部を別々に形成した場合であっても、第１の実施の形態と同様に、パッケージ下部の長辺の長さと平行となるように半導体レーザチップを配置することにより、共振器長が長くなったとしても半導体装置の短辺の長さには影響しないため、半導体レーザを高出力化したとしても、半導体装置を薄型化・小型化し、これを用いた光ピックアップ装置および、この光ピックアップ装置を搭載した光ディスクドライブ装置についても薄型・小型化することができる。
（第３の実施の形態）
次に、図６を用いて本発明の第３の実施の形態における半導体装置の構成について説明する。
【００７８】
図６（ａ）は第３の実施の形態における半導体装置の主要な構成部品である光集積素子の実装状態を示す斜視図であり、本実施の形態における半導体装置９０の主要な構成部品である半導体レーザチップ３９が実装された第１のＳｉチップ９１と第２のＳｉチップ９２の実装状態を示す斜視図、図６（ｂ）は第３の実施の形態における半導体装置の内部構成を示す概略構成図であり、半導体装置９０のパッケージ上部を外して、半導体装置９０の内部構成を見た概略構成図を示す。ここで、第１のＳｉチップ９１は、半導体レーザチップ３９が搭載された光集積素子となっている。また、第２のＳｉチップ９２も受光素子、電子回路および反射面からなるミラーが集積された光集積素子である。
【００７９】
図６（ａ）において、パッケージ（図示していない）の金属基台３２の上に光集積素子である第１のＳｉチップ９１と第２のＳｉチップ９２とが実装されている。第１および第２の実施の形態の構成要素を２つのＳｉチップに分けて搭載して機能を果たす構成となっている。
【００８０】
この第１のＳｉチップ９１は主面３３上に信号処理用受光素子３４を形成し、側面４２に半導体レーザチップ３９を実装している。また、第２のＳｉチップ９２は主面３３上に信号処理用受光素子３５，３６を側面にミラー反射面８３を形成している。第１のＳｉチップと第２のＳｉチップとは、組立の位置関係が精密に決められて金属基台３２上に実装されている。なお、半導体レーザチップ３９の端面４３から出射するレーザ光３８は、端面４３に対向して実装された第２のＳｉチップ９２のミラー反射面８３により、主面９３に対して垂直に主面９３側にレーザ光４４として出射される。
【００８１】
光ディスクの信号を読み取る方法については第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。このように第１のＳｉチップ９１と第２のＳｉチップ９２とを個別の部品として製作することができると、第１の実施の形態で示したような複雑な形状のＳｉ素子を製作しなくてすむ。また、第２のＳｉチップ９２の側面にミラー反射面８３を形成する工程も側面全体に構成するので、第１の実施の形態で用いる工程よりも簡単な工程で実現できる。すなわち、第１の実施の形態と同様に、パッケージ下部の長辺の長さと平行となるように半導体レーザチップを配置することにより、共振器長が長くなったとしても半導体装置の短辺の長さには影響しないため、半導体レーザを高出力化したとしても、半導体装置を薄型化・小型化し、これを用いた光ピックアップ装置および、この光ピックアップ装置を搭載した光ディスクドライブ装置についても薄型・小型化することができると共に、２つのＳｉチップに塔載する構成要素を分けて、それぞれのＳｉチップの形状を簡素化することで量産性を向上させることができるので、半導体装置９０全体の低コスト化を図ることができる。
【００８２】
図６（ｂ）に図６（ａ）で説明した第１のＳｉチップ９１と第２のＳｉチップ９２とをパッケージ下部５３に接着した半導体装置９０の概略構成図を示す。図６（ａ）に示すように第２のＳｉチップ９２におけるミラー反射面８３の下部の平坦面９４と第１のＳｉチップ９１の対抗する面をつき合わせて接触させることで、第１のＳｉチップ９１と第２のＳｉチップ９２との一方向の組立精度は確保することができる。したがって、各Ｓｉチップの平坦面に低指数面を利用して接着して組立精度を確保すれば、半導体装置９０における主要な実装精度は半導体レーザチップ３９を所定の実装位置に実装することだけで決まる。
【００８３】
なお、図４で示す第１の実施の形態で説明したように、第１のＳｉチップ９１の主面３３と側面４２の間に隣接面を設けて半導体レーザチップ３９の電極や接続電極と主面上の電極をつなぐ配線を形成してもよい。
（第４の実施の形態）
以下、図７を用いて、第１から第３の実施の形態で示した半導体装置を搭載した光ピックアップ装置について説明する。
【００８４】
図７（ａ）に回折光学素子が半導体装置上に配置された光ピックアップ装置を示す概略構成図を示す。
図７（ａ）に示す様に、光ピックアップ装置の構成は、光ピックアップ装置を構成する筐体内に第１から第３の実施の形態で示した半導体装置１００を搭載する。筐体内の半導体装置１００からのレーザ光出射方向の半導体装置１００と対向する一端に立ち上げミラー１０４を設置し、この立ち上げミラー１０４により出射光を９０°折り曲げる。折り曲げられたレーザ光の進行方向の筐体には開口部が設けられており、開口部に設けた対物レンズ１０５を通って、レーザ光は光ディスク１０６に出射される。また、筐体内の半導体装置１００と立ち上げミラー１０４の間には、光学部品１０３が設けられている。このような構成の光ピックアップ装置１０１において、半導体装置１００の半導体レーザチップ（図示していない）より出射したレーザ光１０２は、例えば、コリメートレンズ等の光学部品１０３で平行光にコリメートされ、立ち上げミラー１０４により光路を９０°折り曲げられたのち、対物レンズ１０５により光ディスク１０６上に記録されたピット上に焦点を結ぶ。このピット上の信号を読み取ったレーザ光１０２は光ディスク１０６で反射されて、同じ経路を逆に進んで半導体装置１００に戻る。このときに半導体装置１００のパッケージ上部に形成された回折光学素子（図示していない）により、レーザ光１０２は分岐されて受光素子（図示していない）に入射して光ディスクに記録された信号を読み取る。なお、光ディスク１０６はスピンドルモータで回転している回転軸１０９により回転している。
【００８５】
このように構成された光ピックアップ装置１０１の厚さは半導体装置１００の幅１０７で決まり、小型化の指標である投影面積は半導体装置１００の高さ１０８に影響される。本実施の形態では、図９で示した従来の光ピックアップ装置２０に対して厚さで８０％、投影面積で７５％の光ピックアップ装置１０１が実現できた。
【００８６】
図７（ｂ）は半導体装置の外部に回折光学部品を配置した光ピックアップ装置を示す概略構成図であり、第１から第３の実施の形態で示した半導体装置のうちパッケージ上部に回折光学素子を形成していない半導体装置１２０を搭載した光ピックアップ装置１２１の模式図を示す。
【００８７】
図７（ｂ）の半導体装置１２０の半導体レーザチップ（図示していない）より出射したレーザ光１０２は、例えば、コリメートレンズ等の光学部品１０３で平行光にコリメートされ、立ち上げミラー１０４により光路を９０°折り曲げられたのち、対物レンズ１０５により光ディスク１０６上に記録されたピット上に焦点を結ぶ。このピット上の信号を読み取ったレーザ光１０２は光ディスク１０６で反射されて、同じ経路を逆に進んで半導体装置１２０に戻る。このときに光学部品１０３と立ち上げミラー１０４の間に配置された
回折光学部品１２２により、レーザ光１０２は分岐されて光学部品１０３で集光されて受光素子（図示していない）に入射して光ディスクに記録された信号を読み取る。なお、光ディスク１０６はスピンドルモータで回転している回転軸１０９により回転している。
【００８８】
このように構成された光ピックアップ装置１２１の厚さは半導体装置１２０の幅１０７で決まり、小型化の指標である投影面積は半導体装置１２０の高さ１０８に影響される。本実施の形態では、図９で示した従来の光ピックアップ装置２０に対して厚さで８０％、投影面積で７５％の光ピックアップ装置１０１が実現できた。
【００８９】
次に、図８を用いて、図７で示した光ピックアップ装置を用いた光ディスクドライブ装置について説明する。
図８は本発明の光ディスクドライブ装置を示す概略構成図であり、本実施の形態の光ピックアップ装置１０１または１２１を用いた光ディスクドライブ装置１１０を示す。
【００９０】
図８において、光ディスクドライブ１１０は光ディスク１０６を回転するドライブ機構により回転軸１０９を駆動している。光ディスク１０６の信号の記録・再生のために、光ピックアップ装置１０１または１２１はディスクの半径方向に移動自在なトラバース機構の支持軸１１１，１１２により、移動方向１１３を移動する。光ピックアップ装置１０１または１２１には薄型化・小型化された本発明の半導体装置１００が搭載されているので、光ピックアップ装置１０１または１２１は、図８で説明したように薄型化・小型化されている。したがって、光ピックアップ装置１０１または１２１の半径方向の幅１１４も小さいので、光ディスクドライブ装置１１０も薄型化・小型化することができる。
【００９１】
なお、以上の説明において、高出力半導体レーザは、波長７８０ｎｍ帯のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザや波長６５０ｎｍ帯のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを用いて説明したが、書き換え型光ディスクに用いることができる高出力半導体レーザであれば、青色レーザや紫外光レーザを用いてもよい。また、２波長レーザや３波長レーザ等の多波長レーザを用いてもよく、半導体レーザチップもモノリシックに形成されていても、ハイブリッドに複数のチップが実装されていてもよい。
【００９２】
また、以上の説明において、受光素子を３つ搭載する場合について説明したが、その個数は、機器の構成に応じて任意に設定することができる。
また、以上の説明において、受光素子を主面に作製するチップはＳｉ材料で説明したが、受光素子を形成できる他の材料、例えば、化合物半導体のＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＮ，ＳｉＣ，ＳｉＧｅＣや他の材料を用いて構成してもよい。
【００９３】
さらに、以上の説明において、パッケージについては樹脂モールドパッケージを用いて説明したが、他の樹脂パッケージや金属パッケージ、セラミックパッケージなどを用いてもよく、パッケージの材料や形態については光デバイスに用いられるものであれば制限はない。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、半導体装置を薄型化・小型化し、これを用いた光ピックアップ装置および、この光ピックアップ装置を搭載した光ディスクドライブ装置を薄型・小型化することができ、書き換え可能な光ディスクの読み込みおよび書き込みに用いる、レーザと受光素子を集積化した半導体装置とその製造方法、および、この半導体装置を搭載する光ピックアップ装置および光ディスクドライブ装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】（ａ）第１の実施の形態における半導体装置の主要な構成部品である光集積素子の実装状態を示す斜視図（ｂ）第１の実施の形態における半導体装置の内部構成を示す概略構成図
【図２】（ａ）第１の実施の形態の半導体装置における中空のパッケージ下部を示す断面図（ｂ）第１の実施の形態の半導体装置の製造方法における固着部材塗布工程を示す工程断面図（ｃ）第１の実施の形態の半導体装置の製造方法における光集積素子固着工程を示す工程断面図（ｄ）第１の実施の形態の半導体装置の製造方法における結線工程を示す工程断面図（ｅ）第１の実施の形態の半導体装置の製造方法におけるパッケージ上部接着工程を示す工程断面図
【図３】（ａ）第１の実施の形態の半導体装置における半導体レーザチップおよびミラー部を示す概略構成図（ｂ）第１の実施の形態の半導体装置における半導体レーザチップおよびミラー部を示す概略断面図
【図４】（ａ）第１の実施の形態の半導体装置における半導体レーザチップを示す概略構成図（ｂ）第１の実施の形態の半導体装置における半導体レーザチップを示す概略断面図
【図５】（ａ）第２の実施の形態における半導体装置の主要な構成部品である光集積素子の実装状態を示す斜視図（ｂ）第２の実施の形態における半導体装置の内部構成を示す概略構成図
【図６】（ａ）第３の実施の形態における半導体装置の主要な構成部品である光集積素子の実装状態を示す斜視図（ｂ）第３の実施の形態における半導体装置の内部構成を示す概略構成図
【図７】（ａ）回折光学素子が半導体装置上に配置された光ピックアップ装置を示す概略構成図、（ｂ）半導体装置の外部に回折光学部品を配置した光ピックアップ装置を示す概略構成図
【図８】本発明の光ディスクドライブ装置を示す概略構成図
【図９】（ａ）従来の半導体装置の要部である光集積素子を示す模式図（ｂ）従来の半導体装置の内部構成を示す概略構成図
【図１０】従来の半導体装置を搭載した従来の光ピックアップ装置の模式図
【符号の説明】
【００９６】
１    Ｓｉ基板
２，３３，９３    主面
３，３４，３５，３６，６６    受光素子
４    底面
５，３９    半導体レーザチップ
６    ミラー面
７，３８，４４，４５ａ，４５ｂ，４６，４７，１０２    レーザ光
８    反射位置
９    パッケージ下部
１０，３０，８０，９０，１００，１２０    半導体装置
１１，３２    金属基台
１２，３１，８１    光集積素子
１３，５４    リード端子
１４    筐体
１５，６０    パッケージ上部
１６，１０６    光ディスク
１７，１０３    光学部品
１８，１０４    立ち上げミラー
１９，１０５    対物レンズ
２０，１０１，１２１    光ピックアップ装置
２１，５８    短辺の長さ
２２，１０８    高さ
３７    Ｓｉチップ
４０，８３    反射面
４１，８２    ミラー部
４２，７３    側面
４３    端面
４８，５２    電極
４９    表面電極
５０    裏面電極
５１    金ワイヤ
５５    導電性ワイヤ
５３    パッケージ下部
５６    見かけの発光点
５７    長辺の長さ
５９    固着部材
６１    接着剤
６２    外側の面
６３    回折光学素子
６４，６５，７０，７５，７６    配線
６７    Ｓｉ基板
６８    ｎ型領域
６９，７２    隣接面
７１    ハンダ
７４    接続電極
９１    第１のＳｉチップ
９２    第２のＳｉチップ
９４    平坦面
１０７    幅
１０９    回転軸
１１０    光ディスクドライブ装置
１１１，１１２    支持軸
１１３    移動方向
１２２    回折光学部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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