JP4093213B2 - 半導体レーザ装置およびそれを用いた光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は光ディスク再生・記録装置の基幹部品である光ピックアップに用いられる半導体レーザ装置に関し、特にサーボ動作の安定性を向上させる技術に関する。

近年、文書・音楽・映像等のさまざまな情報を手軽に再生・記録し、保管・伝達する手段として、ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクおよびその再生・記録装置が広く利用されている。

光ピックアップは上述した光ディスク装置において、情報の記録・再生を実際に担う基幹部品であり、（１）近年の光ディスク市場の拡大、（２）ノートパソコンやカーナビ、ポータブルＭＤ等のポータビリティ需要の拡大、（３）一台の装置でＣＤ、ＤＶＤ等の複数のフォーマットに対応できる製品需要の拡大、等の市場背景を受けて、従来に対しより低コスト化・薄型化された、かつ複数メディアへの対応機能を搭載した光ピックアップが最近ますます強く要望されている。

そこでその要望を満足する一つの方法として、光ピックアップの構成部材（半導体レーザ、受光素子、各種光学部品等）を集積化した半導体レーザ装置およびそれを用いた光ピックアップが数多く提案され、その一部は実際に使用・生産されている。

以下、集積化技術を用いた半導体レーザ装置および光ピックアップの従来例として、図１２〜図１４を参照しながら特許文献１に示されている構成および動作について説明する。

図１２は上記従来の半導体レーザ装置を用いた光ピックアップの構成図、図１３は従来の半導体レーザ装置の上面図、図１４は図１３におけるＡ−Ａ’断面図である。

図１３に示すように、この半導体レーザ装置においては半導体基板３０４の凹部に半導体レーザ素子３０１がマウントされており、凹部の一側面は半導体レーザ素子３０１からの出射光を反射させ、光ディスク３１０へと導くための反射ミラー３１１として利用される。また、受光素子３０２、３０３が形成され、半導体レーザ素子３０１が載置された半導体基板３０４は光学素子３０５と樹脂で形成されたパッケージ３１３とで封止されている。

次に、この半導体レーザ装置およびそれを用いた光ピックアップの動作について説明する。半導体レーザ素子３０１から出射されたビームは図１４に示すように反射ミラー３１１で反射され、ディスク３１０へ向かう出射光３１８となる。出射光３１８は図１２に示した光学素子３０５の下面に形成された回折格子３０６に入射し回折され、情報読み取り用のメインビーム（０次回折光）とトラッキングエラー信号検出用の２つのサブビーム（±１次回折光）に分かれ、光学素子３０５の上面に形成されたホログラム３０７を透過し、コリメートレンズ３０８、対物レンズ３０９によりディスク３１０上に集光される。集光された光はディスク３１０で反射され対物レンズ３０９、コリメートレンズ３０８を通り再びホログラム３０７へ入射し回折され、その±１次回折光が受光素子３０２、３０３へと導かれる。なお、図１３における受光素子３０２ａ〜３０２ｅおよび３０３ａ〜３０３ｅ上の円は受光素子へ入射したスポットの概略を示している。再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号は図１３に示す受光素子３０２ａ〜３０２ｅ、３０３ａ〜３０３ｅで受光した各出力信号を元に演算により検出される。

さらに、この集積構造においては以下に説明する方法により安定したトラッキングサーボ動作が確保できるように工夫されている。

すなわち、図１４に示すように、ディスク３１０で反射された回折格子３０６で発生したサブビーム（±１次回折光）の一方のビームは、その一部がホログラム３０７で回折されずにそのまま透過して半導体レーザ素子３０１の電極３１２上へ入射する（ディスク戻り光３１４）。ここで、電極３１２の材料としては一般にＡｕが用いられ、半導体レーザ素子３０１の発振波長に対して非常に高い反射率を有する。そのため、ディスク戻り光３１４の一部は電極３１２で反射され再びディスク３１０へと向かう。

このように、ディスクで反射されたサブビームが発光素子の近傍に入射し、そこで反射され再びディスクに戻る場合、該ビームと元のサブビームとが干渉し、ディスクのタンジェンシャルスキューによってトラッキングエラー信号にオフセットが生じる（特許文献２参照）。

そこで、特許文献１においては図１４に示すように、半導体レーザ素子３０１へ電流を供給するためのワイヤー３１５をディスク戻り光３１４の入射領域にボンディングし、かつワイヤーボンド部３１９を形成することでディスク戻り光３１４を散乱させ（散乱光３２０）再びディスクへと反射しないようにしている。
特許第３１０８９７６号公報 特許第１８８６９０７号公報

しかしながら、上記従来の技術においてはワイヤーボンド部で散乱された散乱光が迷光として受光素子へ入射するため、
（１）半導体レーザ素子に近接配置された受光素子からの出力信号において、特にＳ／Ｎ比が劣化してしまう、
（２）各受光素子へ入射する迷光（ワイヤーボンド部からの散乱光）量が異なり、各受光素子からの出力信号を演算することにより検出されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号にオフセットが発生し、サーボ動作に誤差を生じる、等の課題があった。

また、実際の量産工程においては、半導体基板上への半導体レーザ素子のマウントずれや半導体レーザ素子上面へのワイヤーボンド部形成ずれ等が発生した場合、最終的に半導体レーザ素子上面へ入射するディスク戻り光とワイヤーボンド部に位置ずれが生じ、半導体レーザ素子上面へ入射するディスク戻り光を安定的に散乱させることが出来なかった。

また、複数の光ディスクメディアへの対応を考えた場合、上記従来例では、それぞれの発振波長のビームによるディスク戻り光に対応してワイヤーボンド部を複数個配置する必要があるため、生産工程の複雑化・ワイヤー材料の使用量増加により、コストの大幅な増加を招いてしまう。

さらに、上記特許文献１には光を散乱させずに吸収させることに関しての例示もあるが、いずれの方法もその実現のためには特別な製造工程を追加する必要があるため、量産性が悪く、低コストの半導体レーザ装置を作製することが困難であった。

そこで、上記問題点を鑑み、本発明は、半導体レーザ素子の電極をパターンニングし、半導体レーザ素子上面へ入射するディスク戻り光を吸収させる技術により、低コストでサーボ動作の安定した半導体レーザ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る半導体レーザ装置は、光ディスクへビームを照射するための半導体レーザ素子と、前記光ディスクからの反射戻りビームを受光する受光素子とが、パッケージ内部の空間に載置された半導体レーザ装置であって、前記半導体レーザ装置の上に前記半導体レーザ素子からの出射ビームをメインビームと２本以上のサブビームに分岐するための光分岐素子を有し、前記光ディスクで反射された前記サブビームのうちの少なくとも一本が前記半導体レーザ素子の上面に入射し、前記上面における前記サブビームの入射領域には前記半導体レーザ素子を構成する一の半導体層が露出しており、前記上面における前記入射領域以外の領域には電極が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の別の半導体レーザ装置は、光ディスクへビームを照射するための半導体レーザ素子と、前記光ディスクからの反射戻りビームを受光する受光素子とが、パッケージ内部の空間に載置された半導体レーザ装置であって、前記半導体レーザ素子は、発振波長が異なる複数のビームを出射し、前記半導体レーザ装置の上に前記半導体レーザ素子からの出射ビームをメインビームと２本以上のサブビームに分岐するための光分岐素子を有し、前記光ディスクで反射された前記サブビームのうちの少なくとも一本が前記半導体レーザ素子の上面に入射し、前記上面における前記サブビームの入射領域には前記半導体レーザ素子を構成する一の半導体層が露出しており、前記上面における前記入射領域以外の領域には電極が形成されていることを特徴とする。

本発明の別の半導体レーザ装置において、前記半導体レーザ素子の下面側には前記複数のビームを出射させるのに対応した複数の光導波路と、各前記光導波路の間にこれらを電気的に分離するための溝がそれぞれ設けられており、前記半導体レーザ素子の上面における前記溝と対向する部分には、前記電極が形成されていることが好ましい。

前記電極と露出した前記一の半導体層との境界の一部が、前記半導体レーザ素子の光導波路の延びる方向とほぼ平行であることが好ましい。

前記一の半導体層が露出した領域が、ほぼ円形であることが好ましい。

前記半導体レーザ素子の製造工程の情報が前記電極にパターンとして形成されていることが好ましい。

前記情報は、製造ロット番号やウエハ面内における半導体レーザ素子の位置情報等であることがさらに好ましい。

前記パターンはバーコードあるいは２次元コードであることがさらに好ましい。

前記一の半導体層が出射端側で露出しており、前記パターンが出射端と反対側に形成されていることがより好ましい。

前記光分岐素子は、一方の面に前記半導体レーザ素子からの出射ビームをメインビームと２本以上のサブビームに分岐する回折格子を有し、前記メインビームおよび前記サブビームは、前記回折格子の０次回折光および±１次回折光であることが好ましい。

前記半導体レーザ素子は、前記受光素子が形成された基板上に載置されており、前記半導体レーザ素子の下面と前記基板とが接着されていることが好ましい。

前記基板には凹部が設けられており、前記半導体レーザ素子は前記凹部の底面に載置され、前記半導体レーザからの出射ビームは、前記凹部の側面に形成された反射ミラーによって反射され、前記基板の上方に向かうことが好ましい。

前記パッケージは、前記光分岐素子によって封止されていることが好ましい。

本発明の光ピックアップ装置は、上記本発明の半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置からの出射ビームを集光して光ディスクに導く集光手段と、前記光ディスクで反射された戻りビームを前記受光素子に導くための第二の光分岐素子と、を備えている。

前記光分岐素子と前記第二の光分岐素子とは一体化されており、前記光分岐素子の他方の面に前記第二の光分岐素子となるホログラムが形成されていることが好ましい。

本発明に係る半導体レーザ装置によると、半導体レーザ素子上面へ入射したディスク戻り光を半導体レーザ素子の半導体層において吸収することができるので、サーボ動作の安定した半導体レーザ装置を量産性良く、低コストに作製することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の第１の実施形態における半導体レーザ装置を用いた光ピックアップの構成図、図２は本発明の第１の実施形態における半導体レーザ素子の上面図、図３は図２におけるＡ−Ａ’断面図である。図２、図３に示すように、本半導体レーザ装置においては半導体基板４の凹部に半導体レーザ素子１がマウントされており、凹部の一側面は半導体レーザ素子１からの出射光を反射させ、光ディスク１０へと導くための反射ミラー１１として利用される。また、受光素子２、３が形成され、半導体レーザ素子が載置された半導体基板４は光学素子５と樹脂で形成されたパッケージ１３とで封止されている。

次に、この半導体レーザ装置およびそれを用いた光ピックアップの動作について説明する。

半導体レーザ素子１から出射されたビームは図３に示すように反射ミラー１１で反射され、ディスク１０へ向かう出射光１８となる。出射光１８は図１に示した光学素子５の下面に形成された回折格子６に入射し回折され、情報読み取り用のメインビーム（０次回折光）とトラッキングエラー信号検出用の２つのサブビーム（±１次回折光）に分かれ、光学素子５の上面に形成されたホログラム７を透過し、コリメートレンズ８、対物レンズ９によりディスク１０上に集光される。集光された光はディスク１０で反射され対物レンズ９、コリメートレンズ８を通り再びホログラム７へ入射し回折され、その±１次回折光が受光素子２、３へと導かれる（図２における受光素子２ａ〜２ｅおよび３ａ〜３ｅ上の円は受光素子へ入射したスポットの概略を示している）。再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号は図２に示す受光素子２ａ〜２ｅ、３ａ〜３ｅで受光した各出力信号を元に演算により検出される。

また、ディスク１０で反射された回折格子６で発生したサブビーム（±１次回折光）の一方のビームは、その一部がホログラム７で回折されずにそのまま透過して半導体レーザ素子１の上面へ入射する（ディスク戻り光１４）。ここで、図３に示すように、ディスク戻り光１４が入射する領域は半導体レーザ素子の半導体層が露出しており、ディスク戻り光を吸収する役割を担っている。

図４、図５は本実施の形態における半導体レーザ素子の構造を示す斜視図である。図１〜図３に開示したレーザ素子と電極のパターン形状が異なるが、電極がパターニングされ半導体層が露出している点およびその機能は同じであるので、この図を用いて、半導体層を露出される効果等について説明する。なお、図４に示した構成では、ディスク戻り光の位置およびサイズに合わせて、その部分だけ半導体層を露出させているが、その効果については後述する。また、図５は、図４における光導波路（共振器）部分の位置を明示した図であり、後述するように光導波路部分はｐ型クラッド層および中間層よりなる。

図４に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板４０１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４０２、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４０３、多重量子井戸構造の活性層４０４、ｐ型第１ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４０５、ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層４０６が積層されており、その上にｐ型第２ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４０７およびｐ型ＧａＩｎＰ中間層４０８がストライプのリッジ形状で、さらにリッジの側部にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層４０９が形成されている。さらに上記リッジおよび電流ブロック層４０９の上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層４１０が形成されており、コンタクト層４１０の上面にｐ側電極４１１が全面に形成されている。ｎ型ＧａＡｓ基板４０１の裏面にはｎ側電極４１２が形成されており、その一部がパターニングされ、ｎ型ＧａＡｓ基板４０１の裏面が露出している。

ここで、半導体レーザ素子１はｐ側電極４１１を下にして半導体基板４と半田等により接着されており、半導体レーザ素子１を上から見たとき、ｎ側電極４１２が形成されている面が上面となる。

上記構造において、半導体レーザ素子１の出射光は光ディスク１０（図示せず）に照射された後、反射されホログラム７で回折されて、その回折光の一部が半導体レーザ素子の上面ディスク戻り光１４については、ｎ側電極４１２がパターニングされて露出した半導体層、すなわち、ＧａＡｓ基板４０１に入射し、基板内で吸収される。

このとき、基板４０１内に吸収された回折光によって再結合電流が発生するが、微小な電流であるため、基板内で減衰し、レーザ素子の動作に影響を与えることはない。

本実施の形態によれば、上述したように、半導体レーザ素子上面へ入射したディスク戻り光を半導体レーザ素子の一部となる半導体層で受光し、吸収することができるので、ディスク戻り光１４が再びディスク１０へと反射することがなく、ディスク戻り光が再びディスクへ到達するのを防ぎ、ディスクタンジェンシャルスキューに起因するトラッキングサーボ動作の不安定性を解消できる。

また、ディスク戻り光が半導体レーザ素子上面で散乱され、さらにパッケージ内で反射されて迷光となって各受光素子２ａ〜２ｅ、３ａ〜３ｅへ入射するのを防ぎ、検出信号のＳ／Ｎ比劣化やオフセットの発生を抑制できる。

なお、電極のパターンニングは、広く一般に普及している半導体プロセス技術を使用すれば特に新たな工程を追加しなくても電極形成時に同時に行うことができるので量産性が非常に良く、サーボ動作の安定性向上のための生産コストの増加を抑制できる。

また、半導体レーザ素子上面に入射するディスク戻り光位置およびサイズは光学設計上あらかじめ算出することが可能なので、その部分だけ半導体層を露出すれば確実に精度よく半導体レーザ素子上面へのディスク戻り光を吸収することができる。

さらに、半導体レーザ素子１上面へ入射するディスク戻り光１４の位置およびサイズは光学設計的にあらかじめ算出可能なので、図４および図６に示したように、ディスク戻り光１４の半導体レーザ素子１上面でのスポットに対応する領域だけを最小限吸収領域とすれば、サーボ動作の安定性を確保しつつ、電極面積を最大化できる。従って、半導体レーザ素子１の機械的強度が増すのでハンドリング時等の信頼性が向上するとともに、電気抵抗低減による低消費電力化が図れる。

また、光ピックアップの光学部品である回折格子、光分岐素子を光学素子５の上下面にそれぞれ設けることにより、半導体レーザ装置の集積化部品とすることができるので、半導体レーザ装置の製造工程よりもコストの高い光ピックアップ製造工程を簡素化でき、光ピックアップの低コスト化を実現することができる。また、半導体レーザ装置が回折格子と光分岐素子が一体に形成された光学素子およびパッケージとで封止されているので防塵・防滴性能等が向上し、信頼性の高い半導体レーザ装置を作製することができる。

なお、図４、図５に示すように、ディスク戻り光１４を吸収するための半導体層が露出した領域と電極１２が構成された領域との境界を光導波路１６と平行な直線から構成してもよい。この場合、光導波路１６と電極１２のパターンとの位置関係は、初期設計値および電極１２を作製するプロセス時におけるマスク合わせ精度（数μｍ以下）でほぼ決定されるので、電極１２のパターン位置から半導体レーザ素子内部に作り込まれた光導波路１６の正確な位置を知ることができる。

従って、半導体レーザ素子１を半導体基板４の凹部にマウントする際、電極１２のパターンを認識することで光学設計的に最適な位置に光導波路１６すなわち出射ビーム軸を精度よく配置することが可能となる。また、マウント後の製品において出射ビーム軸が適正位置からどれだけずれているかを測定・管理したり、半導体レーザ装置の上部に配置する各種光学部品（光学素子５、コリメートレンズ８、対物レンズ９）も出射ビーム軸の測定位置に合わせて高精度に位置調整することが可能となるので、本実施の形態における半導体レーザ装置およびそれを用いた光ピックアップの組立調整工程における性能・品質・歩留まりの向上が期待できる。さらに、これまで半導体レーザ素子を動作させて調整していた各種光学部品の組立工程を、出射ビーム軸の位置認識だけを用いた調整方法へ変更できるので、量産工程の簡素化・低コスト化も実現できる。

（変形例）
図７は、本実施の形態における半導体レーザ素子の変形例を示した図である。

図２〜図６に示した半導体レーザ素子との相違点は、上面のｎ側電極７１２に２次元コード７０１がパターニングされている点である。本実施の形態では、ディスク戻り光をレーザ素子自体で吸収させるために電極のパターニングを行う必要があるが、この際、図７に示すように同じパターニング工程で電極に２次元コードパターンを形成する。２次元コードとして、製造ロット番号やスライス番号、さらにウエハ内でのチップ位置情報等を記録させる。

本変形例によれば、上記した効果に加え、各チップに製造時の情報を記録することで、チップ歩留まりや信頼性と製造工程との相関を正確かつ簡便に取得することが可能となる。この結果、製造工程での問題点を速やかにフィードバックして、歩留まり・信頼性の大幅な向上が図れ、ひいては製造コストを大きく低減できる。

また、２次元コードを形成するにあたって、ディスク戻りを光吸収のため、半導体層を露出させる工程と共用することができ、工程の削減が図れる。

なお、本変形例では、製造時の情報をレーザチップに記す際に２次元コードを用いたが、バーコードや独自に数字化した識別番号等であってもよい。

また、半導体レーザ素子の近傍に受光素子を配置するような場合、ホログラムによる回折は小さくする必要があるため、ディスク戻り光は半導体レーザ素子の出射端側に照射される。そのときは、本変形例のように、出射端側で半導体層を露出させ、反対の端面側に２次元コード等を配置するのがよい。

さらに、本変形例では、チップ上面（ＧａＡｓ基板裏面）全面に電極を形成せず、チップサイズよりも小さくなるように上面、下面とも電極パターンを規定すれば、ウエハのへき開時に、電極材料と基板との硬度等の差によって、正常にへき開が行われず、スムーズなへき開面ができない等の問題を解消することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザ装置について、図面を参照しながら説明する。

図８は本発明の第２の実施形態における半導体レーザ装置を用いた光ピックアップの構成図、図９は半導体レーザ装置の上面図、図１０は半導体レーザ素子１００の上面拡大図であり、図１１は半導体レーザ素子１００の斜視図である。

本実施形態は第１の実施形態と構成・動作に関して基本的には同一なので、第１の実施形態と共通する内容に関しては説明を割愛し、異なる部分についてのみ説明する。なお、図９におけるディスク戻り光１４および受光素子２０ａ〜２０ｈ、３０ａ〜３０ｌ上のスポットにおいて、実線はＤＶＤディスク再生時のスポットの概略、破線はＣＤディスク再生時のスポットの概略を示している。

本実施形態における大きな特徴は図１１に示すように、半導体レーザ素子１００がＤＶＤディスクを再生するために必要な発振波長のビームを出射するための光導波路１６ａと、ＣＤディスクを再生するために必要な発振波長のビームを出射するための光導波路１６ｂを有していること、それぞれの発振波長のビームにおいて、半導体レーザ素子１００上面へのディスク戻り光１４の入射領域に電極１２が形成されず、半導体レーザ素子１００を構成する半導体層が露出していること、である。

本実施の形態によると、ＤＶＤディスク、ＣＤディスク再生時にそれぞれ、半導体レーザ素子１００上面へ入射するディスク戻り光１４を半導体層において吸収することができるので、ディスク戻り光１４が再びディスク１０へと反射しディスクタンジェンシャルスキューに起因してトラッキングサーボ動作が不安定になることを解消することができる。さらに、ディスク戻り光１４が散乱され、迷光となって受光素子２０ａ〜２０ｈ、３０ａ〜３０ｌへ入射することもなく、検出信号についてのＳ／Ｎ比劣化やオフセットの発生を抑制できる。

また、それぞれの発振波長に対応したディスク戻り光が半導体レーザ素子上面で散乱され、さらにパッケージ内で反射されて迷光となって各受光素子へ入射することも抑制できる。

また、本実施形態においては、図１０、図１１に示すように、ディスク戻り光１４を吸収するための半導体層が露出した領域と電極１２が構成された領域との境界が光導波路１６ａ、１６ｂと平行な直線から構成されている。ここで、光導波路１６ａ、１６ｂと電極パターンとの位置関係は、初期設計値および電極１２を作製するプロセス時におけるマスク合わせ精度（数μｍ以下）でほぼ決定されるので、電極１２のパターン位置から半導体レーザ素子１００内部に作り込まれた光導波路１６ａ、１６ｂの正確な位置を知ることができる。

従って、半導体レーザ素子１００を半導体基板４の凹部にマウントする際、電極１２のパターンを認識することで光学設計的に最適な位置に光導波路１６ａ、１６ｂすなわちそれぞれの出射ビーム軸を精度よく配置することが可能となる。また、マウント後の製品においてそれぞれの出射ビーム軸が適正位置からどれだけずれているかを測定・管理したり、半導体レーザ装置の上部に配置する各種光学部品（光学素子５、コリメートレンズ８、対物レンズ９）もそれぞれの出射ビーム軸の測定位置に合わせて高精度に位置調整することが可能となるので、本実施形態における半導体レーザ装置およびそれを用いた光ピックアップの組立調整工程における性能・品質・歩留まりの向上が期待できる。

さらに、これまで半導体レーザ素子１００を動作させて調整していた各種光学部品の組立工程を、出射ビーム軸の位置認識だけを用いた調整方法へ変更できるので、量産工程の簡素化・低コスト化も実現できる。

また、本実施形態では、半導体レーザ素子１００上面は光導波路１６ａ、１６ｂに対して電気的に共通化しているので、電流を供給するワイヤを１本で済ますことができ、ワイヤーボンディング工程の簡素化、ワイヤー材料の使用量削減等が図れ、生産コストの削減が容易である。

また、本実施形態では図１１に示すように、半導体レーザ素子１００の半導体基板４へのマウント面において、光導波路１６ａと光導波路１６ｂを電気的に分離するための分離溝１７が形成されており、かつ分離溝１７に対向する半導体レーザ素子１００の上面には電極が形成され半導体層が露出していない。

一般に、複数の光導波路を備えた半導体レーザ素子においては、複数の光導波路を電気的に分離するためにマウント面に分離溝が形成されているが、本実施の形態によると、機械強度的に一番弱い部分である分離溝部と対向する上面の部分に電極を形成するとともに、ディスク戻り光が入射する領域には電極を形成せず半導体層を露出させた吸収領域とすることで、半導体レーザ素子のハンドリングに関わる機械強度を確保しながら、レーザの発振波長に対応するどの光ディスクメディアにおいてもトラッキングサーボ動作の安定性を確保することができる。

なお、第１の実施形態および第２の実施形態において、半導体レーザ素子の構造は図４に示した構造に限られない。ｐ側電極とｎ側電極がいずれも上面に形成されている構造であってもよい。

また、第１の実施形態および第２の実施形態において、半導体レーザ素子は受光素子が形成され、かつ凹部が形成された基板の該凹部の底部に載置された構成のみを開示したが、半導体レーザ素子が凹部等の形成されていないヒートシンク上に載置され、受光素子が別途筐体内に配置されている構造であってもよい。

また、第１の実施形態および第２の実施形態において、筐体と光学素子で半導体基板を封止する構成を開示しているが、筐体の上部にガラス等のレーザ光を透過する部材を載置して封止し、ホログラム等が形成された光学素子をその部材の上に配置する等の構成であってもよい。

以上説明したように、本発明に係る半導体レーザ装置は、光ディスク再生・記録装置の基幹部品である光ピックアップ等に有用である。

本発明の第１の実施形態における半導体レーザ装置を用いた光ピックアップの構成を示す図 本発明の第１の実施形態における半導体レーザ装置の上面図 図２に示す半導体レーザ装置におけるＡ−Ａ’断面図 本発明の第１の実施形態における半導体レーザ素子の構造を示す斜視図 本発明の第１の実施形態における半導体レーザ素子および光導波路の構造を示す斜視図 本発明の第１の実施形態における半導体レーザ素子の別の例を示した上面図 本発明の第１の実施形態における半導体レーザ素子の変形例を示す図 本発明の第２の実施形態における半導体レーザ装置を用いた光ピックアップの構成を示す図 本発明の第２の実施形態における半導体レーザ装置の上面図 本発明の第２の実施形態における半導体レーザ素子を示した上面図 本発明の第２の実施形態における半導体レーザ素子を示した斜視図 従来の半導体レーザ装置を用いた光ピックアップの構成を示す図 従来の半導体レーザ装置の上面図 図１３に示す半導体レーザ素子におけるＡ−Ａ’断面図

符号の説明

１、１００、３０１ 半導体レーザ素子
２、２ａ〜２ｅ、３、３ａ〜３ｅ、２０、２０ａ〜２０ｈ、３０、３０ａ〜３０ｌ、３ ０２、３０２ａ〜３０２ｅ、３０３、３０３ａ〜３０３ｅ 受光素子
４、３０４ 半導体基板
５、３０５ 光学素子
６、３０６ 回折格子
７、３０７ ホログラム
８、３０８ コリメートレンズ
９、３０９ 対物レンズ
１０、３１０ ディスク
１１、３１１ 反射ミラー
１２、３１２ 電極
１３、３１３ パッケージ
１４、３１４ ディスク戻り光
１５、３１５ ワイヤー
１６、１６ａ、１６ｂ、３１６ 光導波路
１７ 分離溝
１８、３１８ 出射光
３１９ ワイヤーボンド部
３２０ 散乱光
４０１ ｎ型ＧａＡｓ基板
４０２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層
４０３ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４０４ 多重量子井戸構造の活性層
４０５ ｐ型第１ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４０６ ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層
４０７ ｐ型第２ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４０８ ｐ型ＧａＩｎＰ中間層
４０９ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層
４１０ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
４１１ ｐ側電極
４１２、７１２ ｎ側電極
７０１ ２次元コード

Claims (13)

1. 光ディスクへビームを照射するための半導体レーザ素子と、前記光ディスクからの反射戻りビームを受光する受光素子とが、パッケージ内部の空間に載置された半導体レーザ装置であって、
   前記半導体レーザ素子は、発振波長が異なる複数のビームを出射し、
   前記半導体レーザ装置の上に前記半導体レーザ素子からの出射ビームをメインビームと２本以上のサブビームに分岐するための光分岐素子を有し、
   前記光ディスクで反射された前記サブビームのうちの少なくとも一本が前記半導体レーザ素子の上面に入射し、
   前記上面における前記サブビームの入射領域には前記半導体レーザ素子を構成する一の半導体層が露出しており、
   前記上面における前記入射領域以外の領域には電極が形成されており、
   前記半導体レーザ素子の下面側には前記複数のビームを出射させるのに対応した複数の光導波路と、各前記光導波路の間にこれらを電気的に分離するための溝がそれぞれ設けられており、
   前記半導体レーザ素子の上面における前記溝と対向する部分には、前記電極が形成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 前記電極と露出した前記一の半導体層との境界の一部が、前記半導体レーザ素子の光導波路の延びる方向とほぼ平行であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 前記一の半導体層が露出した領域が、ほぼ円形であることを特徴とする請求項１ないし２のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
4. 前記半導体レーザ素子の製造工程の情報が前記電極にパターンとして形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
5. 前記情報は、製造ロット番号やウエハ面内における半導体レーザ素子の位置情報等であることを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ装置。
6. 前記パターンはバーコードあるいは２次元コードであることを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ装置。
7. 前記一の半導体層が出射端側で露出しており、前記パターンが出射端と反対側に形成されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
8. 前記光分岐素子は、一方の面に前記半導体レーザ素子からの出射ビームをメインビームと２本以上のサブビームに分岐する回折格子を有し、
   前記メインビームおよび前記サブビームは、前記回折格子の０次回折光および±１次回折光であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
9. 前記半導体レーザ素子は、前記受光素子が形成された基板上に載置されており、
   前記半導体レーザ素子の下面と前記基板とが接着されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
10. 前記基板には凹部が設けられており、
    前記半導体レーザ素子は前記凹部の底面に載置され、
    前記半導体レーザからの出射ビームは、前記凹部の側面に形成された反射ミラーによって反射され、前記基板の上方に向かうことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
11. 前記パッケージは、前記光分岐素子によって封止されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体レーザ装置と、
    前記半導体レーザ装置からの出射ビームを集光して光ディスクに導く集光手段と、
    前記光ディスクで反射された戻りビームを前記受光素子に導くための第二の光分岐素子と、を備えた光ピックアップ装置。
13. 前記光分岐素子と前記第二の光分岐素子とは一体化されており、前記光分岐素子の他方の面に前記第二の光分岐素子となるホログラムが形成されていることを特徴とする請求項１２記載の光ピックアップ装置。

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