JPH1125494A - Semiconductor light unit - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To unnecessitate a reflecting mirror required for its high surface accuracy by forming a groove part equipped with vertical walls in a semiconductor substrate, fitting one pair of electrodes to one set of the vertical walls opposite to each other and installing a light emitting element disposed in the groove part to be electrically connected in both its end surfaces to one pair of electrodes and to make its laser light emitting plane parallel to the surface of the substrate. SOLUTION: The groove part 2 is formed for the purpose of setting the light emitting element 3 in the semiconductor substrate 1. The electrodes 2a and 2b are formed on the side walls of the groove part 2 respectively. The light emitting element 3 is formed with an LD electrode chip 4A by engraving plural grooves in a wafer-like silicon crystal material having a prescribed thickness at prescribed intervals from one surface side and using the sputtering method. Subsequently, the crystal material is cleft along the groove. Sections of both ends of the chip by the cleavage are made to be the laser light emitting surface 3a and its back side surface 3b in the light emitting element 3 respectively under the state of the light emitting element 3 set in the groove part 2 of the silicon substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクへの書
込み、読取り等の情報処理に使用される半導体光ユニッ
トに関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor optical unit used for information processing such as writing to and reading from an optical disk.

【０００２】[0002]

【従来の技術】周知のように、近年、受光素子を備えた
半導体光ユニットが、信号再生,トラッキング,フォーカ
ス等、種々の用途に利用されている。例えば特開平８−
２６４８８３号公報に開示されるように、この種の半導
体光ユニットとして、図７に示すようなものが知られて
いる。この従来の半導体光ユニット６０では、発光素子
用の半導体レーザチップ(以下、ＬＤチップという)５３
及び受光素子５６をシリコン基板３１に組み込むことに
より、ユニット本体６０の小型化が図られている。すな
わち、この半導体光ユニット６０では、上記ＬＤチップ
５３がシリコン基板５１に設けられた凹部５２内に配置
されており、そのレーザ光出射面５３aが凹部５２の側
壁を構成する４５度の傾斜面からなる反射鏡５２aに対
向するように設定されている。一方、受光素子５６は、
その受光面５６aがシリコン基板５１の表面と略面一に
なるように形成されている。このようにＬＤチップ５３
及び受光素子５６を組み込んだシリコン基板５１が、上
面にホログラム５９が取り付けられたパッケージ５８に
内設され、半導体光ユニット６０が構成される。2. Description of the Related Art As is well known, in recent years, a semiconductor optical unit having a light receiving element has been used for various uses such as signal reproduction, tracking, and focus. For example, JP-A-8-
As disclosed in Japanese Patent No. 264883, a semiconductor optical unit of this type is known as shown in FIG. In this conventional semiconductor optical unit 60, a semiconductor laser chip (hereinafter, referred to as an LD chip) 53 for a light emitting element is used.
By incorporating the light receiving element 56 into the silicon substrate 31, the size of the unit main body 60 is reduced. That is, in the semiconductor optical unit 60, the LD chip 53 is disposed in the concave portion 52 provided in the silicon substrate 51, and the laser light emitting surface 53a is inclined from the 45-degree inclined surface forming the side wall of the concave portion 52. Is set to face the reflecting mirror 52a. On the other hand, the light receiving element 56
The light receiving surface 56a is formed so as to be substantially flush with the surface of the silicon substrate 51. Thus, the LD chip 53
A silicon substrate 51 incorporating a light receiving element 56 is provided inside a package 58 having a hologram 59 attached to the upper surface, and a semiconductor optical unit 60 is configured.

【０００３】この半導体光ユニット６０によれば、ＬＤ
チップ５３から出射されたレーザ光が、反射鏡５２aに
おいて、シリコン基板５１の表面に対して垂直方向に反
射された後、ホログラム５９やレンズ等の光学器(不図
示)を通じて、光ディスク等の記録担体に照射される。
レーザ光は記録情報を伴って記録担体から反射され、上
記ホログラム５９で回折された後、上記受光素子５６に
入射される。この受光素子５６において、光信号が電気
信号に変換されることにより、記録担体における記録情
報が読み取られる。According to the semiconductor optical unit 60, the LD
After the laser light emitted from the chip 53 is reflected by the reflecting mirror 52a in a direction perpendicular to the surface of the silicon substrate 51, the recording medium such as an optical disk is passed through an optical device (not shown) such as a hologram 59 or a lens. Is irradiated.
The laser light is reflected from the record carrier with the record information, is diffracted by the hologram 59, and then enters the light receiving element 56. In the light receiving element 56, the optical signal is converted into an electric signal, so that the recorded information on the record carrier is read.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
に発光素子用のＬＤチップ５３をシリコン基板５１に組
み込んで、レーザ光を反射させる場合には、凹部５２の
側壁からなる反射鏡５２aの厳密な表面精度が必要とな
る。具体的には、この反射鏡５２aについて、ＬＤチッ
プ５３からの放射光の波長の１／１００という高い表面
精度が必要であり、従来では、この精度を安定して確保
することは難しいという問題があった。なお、特開平２
−２５３６７８号公報において開示されるように、この
ような反射鏡を用いずに、発光素子から直接に対象物へ
放射光を照射するものが知られているが、この半導体光
ユニットでは、発光素子が基板側面において外方へ張り
出すように取り付けられており、ユニット本体の小型化
を図る上では不利である。As described above, when the LD chip 53 for the light emitting element is incorporated in the silicon substrate 51 and the laser light is reflected, the strictness of the reflecting mirror 52a formed by the side wall of the concave portion 52 is required. High surface accuracy is required. Specifically, for the reflecting mirror 52a, a high surface accuracy of 1/100 of the wavelength of the light emitted from the LD chip 53 is required, and conventionally, it is difficult to stably secure this accuracy. there were. Note that Japanese Patent Application Laid-Open
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 253678/1993, there is known a device in which light is emitted from a light emitting element directly to a target object without using such a reflecting mirror. Are mounted so as to protrude outward on the side surface of the board, which is disadvantageous in reducing the size of the unit body.

【０００５】本発明は、ユニット本体の小型化を達成す
るとともに、高い表面精度が必要な反射鏡を用いること
なく、発光素子から対象物へ放射光を照射することがで
きる半導体光ユニットを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a semiconductor optical unit capable of radiating emitted light from a light emitting element to an object without using a reflector which requires high surface accuracy while achieving a reduction in the size of the unit body. The purpose is to:

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】このため、本願の第１の
態様に係る発明は、半導体基板に受光素子を組み込んだ
半導体光ユニットにおいて、上記半導体基板に略９０°
の垂直壁を備えた溝部が形成され、その対向する一組の
垂直壁には一対の電極が取り付けられており、上記溝部
内に配置され、一対の電極に両端面で電気的に接続され
る発光素子が、そのレーザ光出射面が基板表面に対して
平行になるように設置されていることを特徴としたもの
である。For this reason, the invention according to the first aspect of the present invention is directed to a semiconductor optical unit having a light receiving element incorporated in a semiconductor substrate, wherein the semiconductor substrate has an angle of approximately 90 °.
A pair of electrodes is attached to a pair of opposed vertical walls, and the pair of electrodes is disposed in the groove, and is electrically connected to the pair of electrodes at both end surfaces. The light emitting device is characterized in that the light emitting element is installed so that its laser light emitting surface is parallel to the substrate surface.

【０００７】また、本願の第２の態様に係る発明は、上
記一対の電極にそれぞれワイヤボンディング用接続端子
が取り付けられていることを特徴としたものである。The invention according to a second aspect of the present invention is characterized in that a connection terminal for wire bonding is attached to each of the pair of electrodes.

【０００８】更に、本願の第３の態様に係る発明は、上
記半導体基板の溝部の底面に対応する発光素子裏面の反
射率が略１００％であることを特徴としたものである。Further, the invention according to a third aspect of the present invention is characterized in that the reflectance of the back surface of the light emitting element corresponding to the bottom surface of the groove of the semiconductor substrate is approximately 100%.

【０００９】また更に、本願の第４の態様に係る発明
は、上記半導体基板に、受光素子の信号増幅用ＩＣと発
光素子の駆動用ＩＣとが組み込まれていることを特徴と
したものである。Further, the invention according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that an IC for amplifying a signal of a light receiving element and an IC for driving a light emitting element are incorporated in the semiconductor substrate. .

【００１０】また、本願の第５の態様に係る発明は、上
記半導体基板の溝部がダイシング装置を用いて形成され
てなることを特徴としたものである。The invention according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that the groove of the semiconductor substrate is formed using a dicing device.

【００１１】更に、本願の第６の態様に係る発明は、上
記半導体基板の溝部が異方性エッチングにより形成され
てなることを特徴としたものである。Further, the invention according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that the groove of the semiconductor substrate is formed by anisotropic etching.

【００１２】また更に、本願の第７の態様に係る発明
は、上記一対の電極に接触する発光素子端面に設けられ
た電極子の少なくとも一方に、ワイヤボンディング用接
続端子が取り付けられていることを特徴としたものであ
る。[0012] Furthermore, the invention according to a seventh aspect of the present invention is that the connection terminal for wire bonding is attached to at least one of the electrodes provided on the end face of the light emitting element in contact with the pair of electrodes. It is a characteristic.

【００１３】また、本願の第８の態様に係る発明は、上
記発光素子が、その両端面で上記溝部内の一対の電極に
対して導電性樹脂で固着されていることを特徴としたも
のである。Further, the invention according to an eighth aspect of the present invention is characterized in that the light emitting element is fixed to a pair of electrodes in the groove at both end surfaces thereof with a conductive resin. is there.

【００１４】更に、本願の第９の態様に係る発明は、上
記半導体基板の溝部の底面が、発光素子の光出射面の裏
面に対応する部位で、該裏面に対して傾斜していること
を特徴としたものである。Further, according to a ninth aspect of the present invention, the bottom surface of the groove of the semiconductor substrate is inclined at a position corresponding to the back surface of the light emitting surface of the light emitting element with respect to the back surface. It is a characteristic.

【００１５】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照して詳細に説明する。 実施の形態１．図１に、本発明の実施の形態１に係る半
導体光ユニット１０を示す。この半導体光ユニット１０
は、信号再生,トラッキング,フォーカス等、種々の用途
に用いられるものであり、基本的には、情報伝搬用のレ
ーザ光を発する半導体レーザチップ(以下、ＬＤチップ
という)３と、反射されたレーザ光を受ける受光素子６
とを有している。本実施の形態では、ユニット本体１０
の小型化を図るために、これらＬＤチップ３及び受光素
子６がシリコン基板１に組み込まれている。すなわち、
このユニット１０では、上記ＬＤチップ３がシリコン基
板１に設けられた溝部２内に配置されるとともに、受光
素子６がその受光面６aがシリコン基板１の表面と略面
一になるように形成されている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 shows a semiconductor optical unit 10 according to Embodiment 1 of the present invention. This semiconductor optical unit 10
Are used for various purposes such as signal reproduction, tracking, and focus. Basically, a semiconductor laser chip (hereinafter, referred to as an LD chip) 3 for emitting a laser beam for information propagation, and a reflected laser Light receiving element 6 for receiving light
And In the present embodiment, the unit body 10
The LD chip 3 and the light receiving element 6 are incorporated in the silicon substrate 1 in order to reduce the size. That is,
In this unit 10, the LD chip 3 is arranged in the groove 2 provided in the silicon substrate 1, and the light receiving element 6 is formed so that its light receiving surface 6 a is substantially flush with the surface of the silicon substrate 1. ing.

【００１６】図２に、上記ＬＤチップ３を組み込む前の
シリコン基板１を示す。上記シリコン基板１には、ＬＤ
チップ３を組み込むための溝部２が形成されている。こ
の溝部２は、基板表面１aに対して略垂直であり、互い
に対向する側壁２a,２bを備えている。本実施の形態で
は、これら側壁２a,２bに沿って、ＬＤチップ３に対す
る電気接続用の電極７Ａ,７Ｂが設けられている。すな
わち、図に示すように、側壁２a側(図中で左側)では、
基板表面１a,溝部側壁２aおよび溝部底面２cにかけてメ
タライズ処理が施され、電極７Ａが形成されている一
方、側壁２b(図中で右側)では、基板表面１aおよび溝部
側壁２bにかけてメタライズ処理が施され、電極７Ｂが
形成されている。図１から分かるように、この実施の形
態１では、これら電極７Ａ,７Ｂに対して、ＬＤチップ
３と外囲器端子(不図示)との間に電気接続を導くワイヤ
ボンディング用の接続端子９Ａ,９Ｂが取り付けられて
いる。FIG. 2 shows the silicon substrate 1 before the LD chip 3 is incorporated. The silicon substrate 1 has an LD
A groove 2 for incorporating the chip 3 is formed. The groove 2 is substantially perpendicular to the substrate surface 1a and has side walls 2a and 2b facing each other. In the present embodiment, electrodes 7A and 7B for electrical connection to the LD chip 3 are provided along the side walls 2a and 2b. That is, as shown in the figure, on the side wall 2a side (the left side in the figure),
Metallization is performed on the substrate surface 1a, the groove side wall 2a, and the groove bottom surface 2c to form an electrode 7A, while on the side wall 2b (right side in the figure), the metallization is performed on the substrate surface 1a and the groove side wall 2b. And an electrode 7B. As can be seen from FIG. 1, in the first embodiment, a connection terminal 9A for wire bonding for leading an electrical connection between the LD chip 3 and an envelope terminal (not shown) is provided to these electrodes 7A and 7B. , 9B are attached.

【００１７】本実施の形態１では、通常ではダイシング
に使用される装置を用いて、上記基板表面１aに対して
略垂直な側壁２a,２bを有する溝部２を形成するように
した。しかし、これに限定することなく、上記基板１に
対し、例えばＫＯＨ等による異方性エッチングを用い
て、前述のような溝部２を形成するようにしてもよい。In the first embodiment, the groove 2 having the side walls 2a and 2b substantially perpendicular to the substrate surface 1a is formed by using an apparatus usually used for dicing. However, without being limited to this, the groove 2 as described above may be formed in the substrate 1 by using anisotropic etching using, for example, KOH or the like.

【００１８】以上のようなシリコン基板１に形成された
溝部２内に、上記ＬＤチップ３が組み込まれる。このＬ
Ｄチップ３の加工について図３を参照しながら説明す
る。まず、所定厚さのウエハ状の結晶材５に対し、一方
の面（図中で上面）５a側から、上記シリコン基板１に
形成された溝部２の深さに対応する所定間隔を隔てて、
複数の溝５cを刻み込む。この溝５cの形成には、例えば
ダイシングに使用される装置を用いることができる。次
に、溝５cの間にある各面５a、及び、溝５cを構成する
側壁の一部に、スパッタリング法を用いて、ＬＤ電極子
４Ａを形成する。一方、他方の面５bには、例えば鍍金
により、ＬＤ電極子４Ｂを形成する。続いて、ＬＤ電極
子４Ａ,４Ｂが各面５a,５bに形成されたウエハ状の結晶
材５を溝５cに沿って劈開させる。この劈開によるチッ
プ両端の断面が、ＬＤチップ３がシリコン基板１の溝部
２に組み込まれた状態で、それぞれ、ＬＤチップ３にお
けるレーザ光出射面３a、及び、その光出射面３aの裏側
の面(以下、裏面という)３bをなすことになる。このよ
うに、本実施の形態では、ウエハ状の結晶材５から複数
のＬＤチップ３を得るようにした。The LD chip 3 is incorporated in the groove 2 formed in the silicon substrate 1 as described above. This L
The processing of the D chip 3 will be described with reference to FIG. First, a wafer-like crystal material 5 having a predetermined thickness is separated from one surface (upper surface in the drawing) 5a by a predetermined distance corresponding to the depth of the groove 2 formed in the silicon substrate 1,
Engrave a plurality of grooves 5c. For forming the groove 5c, for example, an apparatus used for dicing can be used. Next, an LD electrode element 4A is formed on each of the surfaces 5a between the grooves 5c and on a part of the side wall constituting the grooves 5c by using a sputtering method. On the other hand, an LD electrode 4B is formed on the other surface 5b by, for example, plating. Subsequently, the LD-shaped electrode elements 4A and 4B cleave the wafer-like crystal material 5 formed on the respective surfaces 5a and 5b along the grooves 5c. In the state where the LD chip 3 is incorporated in the groove 2 of the silicon substrate 1, the cross section of both ends of the chip by the cleavage is a laser light emitting surface 3 a of the LD chip 3 and a surface on the back side of the light emitting surface 3 a ( 3b). As described above, in the present embodiment, a plurality of LD chips 3 are obtained from the wafer-shaped crystal material 5.

【００１９】以上のように加工されたＬＤチップ３が、
ＬＤ電極子４Ａ,４Ｂが、それぞれ、溝部２における電
極７Ａ,７Ｂに接続するように、上記シリコン基板１の
溝部２内に組み込まれ、熱処理により固着される(図１
参照)。このようにＬＤチップ３がシリコン基板１の溝
部２に組み込まれた状態において、シリコン基板１の表
面１a側で、基板表面１aに平行なＬＤチップ３の端面の
一部が、本半導体光ユニット１０のレーザ光出射面３a
となる。これによって、この半導体光ユニット１０で
は、ＬＤチップ３から、基板表面１aに対して略垂直方
向に、直接レーザ光を放射することができる。The LD chip 3 processed as described above is
The LD electrode elements 4A and 4B are incorporated in the groove 2 of the silicon substrate 1 so as to be connected to the electrodes 7A and 7B in the groove 2, respectively, and are fixed by heat treatment (FIG. 1).
reference). In the state where the LD chip 3 is incorporated in the groove 2 of the silicon substrate 1, a part of the end face of the LD chip 3 parallel to the substrate surface 1a on the surface 1a side of the silicon substrate 1 Laser light emitting surface 3a
Becomes Thus, in the semiconductor optical unit 10, laser light can be directly emitted from the LD chip 3 in a direction substantially perpendicular to the substrate surface 1a.

【００２０】一方、この半導体光ユニット１０では、レ
ーザ光出射面３aからレーザ光が放射されると同時に、
光出射面３aの裏面３bからも、溝部２の底面２cに向か
ってレーザ光が放射される。本実施の形態では、誘電体
膜の多層コートが制御され、ＬＤチップ３の裏面３bの
反射率が略１００％になるように設定されており、これ
によって、レーザ光出射面３aからのレーザ光の出射効
率が向上するとともに、下端面３bから出射されたレー
ザ光が溝部底面２cで反射して発光点に戻りＬＤチップ
３の動作が不安定になることが防止される。On the other hand, in the semiconductor optical unit 10, at the same time that the laser light is emitted from the laser light emitting surface 3a,
Laser light is also emitted from the back surface 3b of the light emitting surface 3a toward the bottom surface 2c of the groove 2. In the present embodiment, the multilayer coating of the dielectric film is controlled so that the reflectivity of the back surface 3b of the LD chip 3 is set to approximately 100%, whereby the laser light from the laser light emitting surface 3a is set. And the laser beam emitted from the lower end surface 3b is reflected by the groove bottom surface 2c, returns to the light emitting point, and prevents the operation of the LD chip 3 from becoming unstable.

【００２１】ところで、本半導体光ユニット１０では、
前述したように、上記ＬＤチップ３が配置された溝部２
の周辺に、シリコン基板１の表面１aに略面一である受
光面６a,６aを備えた受光素子６,６が形成されている。
この半導体光ユニット１０では、これら受光素子６,６
において、受光面６a,６aから入射された光信号を電気
信号に変換しているが、本実施の形態１では、この電気
信号を増幅するＩＣ(不図示)をシリコン基板１に設ける
ようにした。更に、このシリコン基板１には、上記ＬＤ
チップ３の発光作用を制御するＩＣ(不図示)が設けられ
ている。なお、特に図示しないが、本実施の形態１で
は、ウエハ状のシリコン材を用いて、チップ状の半導体
光ユニット１０を複数まとめて製造するようにした。こ
の製法では、まず、シリコン材表面がユニット単位で区
画され、各区画毎に、ＬＤチップ３や受光素子６等が組
み込まれた上で、ウエハ状のシリコン材がダイシングさ
れ、複数の半導体光ユニット１０が得られる。By the way, in the present semiconductor optical unit 10,
As described above, the groove 2 in which the LD chip 3 is arranged
, Light receiving elements 6, 6 having light receiving surfaces 6a, 6a substantially flush with the surface 1a of the silicon substrate 1 are formed.
In the semiconductor optical unit 10, the light receiving elements 6, 6
In the above, an optical signal incident from the light receiving surfaces 6a, 6a is converted into an electric signal. In the first embodiment, an IC (not shown) for amplifying the electric signal is provided on the silicon substrate 1. . Further, the silicon substrate 1 has the LD
An IC (not shown) for controlling the light emitting action of the chip 3 is provided. Although not shown, in the first embodiment, a plurality of chip-shaped semiconductor optical units 10 are manufactured together using a wafer-shaped silicon material. In this manufacturing method, first, the silicon material surface is sectioned in units, the LD chip 3 and the light receiving element 6 are incorporated in each section, and the wafer-like silicon material is diced to form a plurality of semiconductor optical units. 10 is obtained.

【００２２】実施の形態２．図４に、本発明の実施の形
態２に係る半導体光ユニット２０を示す。尚、以下の説
明においては、実施の形態１における場合と同じものに
は、同一の符号を付し、それ以上の説明は省略する。こ
の半導体光ユニット２０では、上記実施の形態１におけ
る場合と同様に、シリコン基板１の溝部２を構成する１
組の側壁２a,２bには、側壁２a側(図中で左側)で、基板
表面１a,溝部側壁２aおよび溝部底面２cにかけて電極７
Ａが形成されている一方、側壁２b(図中で右側)では、
基板表面１aおよび溝部側壁２bにかけて電極７Ｂが形成
されている。また、これら電極７Ａ,７Ｂに接触するＬ
Ｄチップ３の端面には、実施の形態１と同様の形状をし
たＬＤ電極子４Ａ,４Ｂが設けられている。この実施の
形態２では、ワイヤボンディング用に、接続端子１９Ｂ
が、側壁２b側の電極７Ｂに取り付けられる一方、別の
接続端子１９Ａが、ＬＤチップ３の上端面上に形成され
た電極子４Ａに取り付けられている。この場合にも、上
記実施の形態１における場合と同様に、ＬＤチップ３と
外囲器端子(不図示)との間に電気接続を導くことができ
る。Embodiment 2 FIG. FIG. 4 shows a semiconductor optical unit 20 according to Embodiment 2 of the present invention. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and further description is omitted. In this semiconductor optical unit 20, as in the case of the first embodiment, 1
The pair of side walls 2a and 2b have electrodes 7 on the side of the side wall 2a (left side in the figure), extending over the substrate surface 1a, the groove side wall 2a and the groove bottom 2c.
A is formed, while the side wall 2b (right side in the figure)
An electrode 7B is formed over the substrate surface 1a and the groove side wall 2b. In addition, L contacting these electrodes 7A, 7B
On the end face of the D chip 3, LD electrode elements 4A and 4B having the same shape as in the first embodiment are provided. In the second embodiment, the connection terminals 19B are used for wire bonding.
Is attached to the electrode 7B on the side wall 2b side, while another connection terminal 19A is attached to the electrode 4A formed on the upper end surface of the LD chip 3. Also in this case, as in the case of the first embodiment, electrical connection can be conducted between the LD chip 3 and an envelope terminal (not shown).

【００２３】実施の形態３．図５に実施の形態３に係る
半導体光ユニット３０を示す。このユニット３０では、
上記実施の形態１及び２における場合と同様に、シリコ
ン基板１の溝部２を構成する１組の側壁２a,２bには、
側壁２a側(図中で左側)で、基板表面１a,溝部側壁２aお
よび溝部底面２cにかけて電極７Ａが形成されていると
ともに、側壁２b(図中で右側)では、基板表面１aおよび
溝部側壁２bにかけて電極７Ｂが形成されている。この
実施の形態３では、これら電極７Ａ,７Ｂが形成された
溝部２内に、ＬＤチップ３を設置した上で、電極７Ａ,
７Ｂと各々に対応するＬＤチップ端面との間に、導電性
樹脂２４Ａ,２４Ｂを注入し、互いの電気接続をなすよ
うにした。これによれば、ＬＤチップ３を溝部２内に組
み込む前に発光素子３の一対の端面にＬＤ電極子４Ａ,
４Ｂを設ける必要なく、溝部２内の電極７Ａ,７ＢとＬ
Ｄチップ３との間に電気接続をなすことができる。Embodiment 3 FIG. FIG. 5 shows a semiconductor optical unit 30 according to the third embodiment. In this unit 30,
As in the first and second embodiments, a pair of side walls 2a and 2b constituting the groove 2 of the silicon substrate 1 have:
On the side wall 2a side (left side in the figure), an electrode 7A is formed over the substrate surface 1a, the groove side wall 2a and the groove bottom surface 2c, and on the side wall 2b (right side in the figure), the electrode 7A extends over the substrate surface 1a and the groove side wall 2b. An electrode 7B is formed. In the third embodiment, after the LD chip 3 is installed in the groove 2 in which the electrodes 7A and 7B are formed, the electrodes 7A and 7B are placed.
Conductive resins 24A and 24B were injected between 7B and the end face of the LD chip corresponding to each, to make electrical connection with each other. According to this, before assembling the LD chip 3 into the groove 2, the LD electrode 4A,
4B, the electrodes 7A and 7B in the groove 2 and L
An electrical connection can be made with the D chip 3.

【００２４】実施の形態４．図６に実施の形態４に係る
半導体光ユニット４０を示す。本実施の形態４では、前
述した実施の形態１〜３における場合と同様に、ＬＤチ
ップ３は、そのレーザ光出射面３aが基板表面１ａに対
して平行になるように配置されており、その光出射面３
aから、基板表面１aに対して略垂直方向に、直接レーザ
光が放射される。また、それと同時に、光出射面３aの
裏面３bから、溝部３２の底面に向かってレーザ光が放
射される。この裏面３bからのレーザ光放射に応じて、
前述した実施の形態１では、誘電体膜の多層コートで制
御して裏面３bの反射率を略１００％にすることによ
り、裏面３bからのレーザ光が溝部３２の底面に反射さ
れて発光点に戻りＬＤチップ３の動作を不安定にするこ
とを防止するようにしたが、実際には、裏面３bの反射
率を略１００％にすることは難しく、漏れ光が生じる可
能性がある。これに応じて、本実施の形態４では、上記
シリコン基板１に形成された溝部３２の底面において、
ＬＤチップ３の裏面３bに対応する部位に、傾斜部３２b
が設けられている。これによれば、裏面３ｂにおけるレ
ーザ光反射率を１００％とする必要はなく、ＬＤチップ
３の下端面３ｂから出射されたレーザ光が溝部底面に反
射されて発光点に戻りＬＤチップ３の動作が不安定にな
ることが防止される。Embodiment 4 FIG. 6 shows a semiconductor optical unit 40 according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, as in the first to third embodiments described above, the LD chip 3 is arranged so that the laser light emitting surface 3a is parallel to the substrate surface 1a. Light emitting surface 3
From a, a laser beam is emitted directly in a direction substantially perpendicular to the substrate surface 1a. At the same time, laser light is emitted from the back surface 3b of the light emitting surface 3a toward the bottom surface of the groove 32. According to the laser light emission from the back surface 3b,
In the first embodiment described above, the laser light from the back surface 3b is reflected on the bottom surface of the groove 32 by controlling the reflectivity of the back surface 3b to approximately 100% by controlling with the multi-layer coating of the dielectric film, and the light is emitted to the light emitting point. Although the operation of the return LD chip 3 is prevented from becoming unstable, it is actually difficult to make the reflectivity of the back surface 3b approximately 100%, and light leakage may occur. Accordingly, in the fourth embodiment, on the bottom surface of the groove 32 formed in the silicon substrate 1,
A portion corresponding to the back surface 3b of the LD chip 3 has an inclined portion 32b
Is provided. According to this, the laser light reflectance on the back surface 3b does not need to be 100%, and the laser light emitted from the lower end surface 3b of the LD chip 3 is reflected by the groove bottom surface and returns to the light emitting point to operate the LD chip 3. Is prevented from becoming unstable.

【００２５】尚、本発明は、以上の例示された実施態様
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
において、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であ
ることは言うまでもない。It should be noted that the present invention is not limited to the above-exemplified embodiments, and it is needless to say that various improvements or design changes can be made without departing from the gist of the present invention.

【００２６】[0026]

【発明の効果】本願の請求項１の発明によれば、装置の
小型化を図り、受光素子および発光素子を半導体基板に
組み込んだ半導体光ユニットにおいて、発光素子は、そ
のレーザ光出射面が基板表面に平行になるように配置さ
れるので、発光素子のレーザ光出射面から基板表面に対
して垂直方向に放射光を出射することができる。更に、
放射光を上記垂直方向に反射するための反射鏡を設ける
必要もなく、ユニット本体をより一層小型化することが
できる。According to the first aspect of the present invention, in a semiconductor optical unit in which a light-receiving element and a light-emitting element are incorporated in a semiconductor substrate, the light-emitting element has a laser light emitting surface which is smaller than the substrate. Since it is arranged so as to be parallel to the surface, it is possible to emit radiated light from the laser light emitting surface of the light emitting element in a direction perpendicular to the substrate surface. Furthermore,
There is no need to provide a reflecting mirror for reflecting the emitted light in the vertical direction, and the size of the unit body can be further reduced.

【００２７】また、本願の請求項２の発明によれば、上
記一対の電極にそれぞれボンディングワイヤ用接続端子
が取り付けられているので、発光素子と外囲器端子との
間に電気接続を導くことができる。According to the second aspect of the present invention, since the bonding wire connection terminals are attached to the pair of electrodes, electric connection is established between the light emitting element and the envelope terminal. Can be.

【００２８】更に、本願の請求項３の発明によれば、上
記半導体基板の溝部の底面に対応する発光素子裏面の反
射率を略１００％に調整して、レーザ光出射面からのレ
ーザ光の出射効率を向上させることができるとともに、
その発光素子裏面から出射されたレーザ光が溝部底面で
反射して発光点に戻ることにより発光素子の動作が不安
定になることを防止することができる。Further, according to the invention of claim 3 of the present application, the reflectance of the back surface of the light emitting element corresponding to the bottom surface of the groove of the semiconductor substrate is adjusted to approximately 100%, so that the laser light from the laser light emitting surface is adjusted. The emission efficiency can be improved,
It is possible to prevent the operation of the light emitting element from becoming unstable due to the laser light emitted from the back surface of the light emitting element being reflected at the bottom of the groove and returning to the light emitting point.

【００２９】また更に、本願の請求項４の発明によれ
ば、上記半導体基板に、受光素子の信号増幅用ＩＣと発
光素子の駆動用ＩＣとが組み込まれるので、ユニット本
体が高集積化され、より小型で且つ高性能のユニットを
得ることができる。Further, according to the invention of claim 4 of the present application, since the signal amplifying IC of the light receiving element and the driving IC of the light emitting element are incorporated in the semiconductor substrate, the unit main body is highly integrated, A smaller and higher performance unit can be obtained.

【００３０】また更に、本願の請求項５の発明によれ
ば、ダイシング用の装置を用いて、上記半導体基板の溝
部をより簡単に形成することができる。Furthermore, according to the invention of claim 5 of the present application, the groove of the semiconductor substrate can be formed more easily by using a dicing apparatus.

【００３１】更に、本願の請求項６の発明によれば、異
方性エッチングを用いて、上記半導体基板の溝部を形成
することができる。Further, according to the invention of claim 6 of the present application, the groove of the semiconductor substrate can be formed by using anisotropic etching.

【００３２】また更に、本願の請求項７の発明によれ
ば、上記一対の電極に接触する発光素子端面に設けられ
た電極子の少なくとも一方に、ボンディングワイヤ用接
続端子が取り付けられているので、発光素子と外囲器端
子との間に電気接続を導くことができる。Further, according to the invention of claim 7 of the present application, since the bonding wire connection terminal is attached to at least one of the electrodes provided on the end face of the light emitting element in contact with the pair of electrodes, Electrical connection can be conducted between the light emitting element and the envelope terminal.

【００３３】また更に、本願の請求項８の発明によれ
ば、上記発光素子が、その両端面で上記溝部内の一対の
電極に対して導電性樹脂で固着されるので、発光素子を
溝部内に組み込む前に発光素子端面に電極子を予め設け
る必要がなく、電極と発光素子との間に電気接続をなす
ことができる。Further, according to the invention of claim 8 of the present application, since the light emitting element is fixed to the pair of electrodes in the groove at both end surfaces by the conductive resin, the light emitting element is fixed in the groove. It is not necessary to previously provide an electrode on the end face of the light emitting element before assembling into the device, and an electrical connection can be made between the electrode and the light emitting element.

【００３４】また更に、本願の請求項９の発明によれ
ば、上記半導体基板の溝部の底面が、発光素子の光出射
面の裏面に対応する部位で、その裏面に対して傾斜して
いるので、裏面のレーザ光反射率を１００％とする必要
なく、その裏面から出射されたレーザ光が溝部底面に反
射されて発光点に戻り発光素子の動作が不安定になるこ
とを防止することができる。According to the ninth aspect of the present invention, the bottom surface of the groove of the semiconductor substrate is inclined at a position corresponding to the back surface of the light emitting surface of the light emitting element with respect to the back surface. In addition, it is possible to prevent the laser light emitted from the back surface from being reflected by the bottom surface of the groove and returning to the light-emitting point without causing the operation of the light-emitting element to become unstable, without having to set the laser light reflectance on the back surface to 100%. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明の実施の形態１に係る半導体光ユニッ
トの構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a semiconductor optical unit according to Embodiment 1 of the present invention.

【図２】 上記実施の形態１に係る半導体基板に形成さ
れた溝部を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a groove formed in the semiconductor substrate according to the first embodiment.

【図３】 上記実施の形態１に係る発光素子をチップ化
する前段階のウエハ状の結晶材を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a wafer-like crystal material before the light-emitting element according to Embodiment 1 is formed into chips.

【図４】 本発明の実施の形態２に係る半導体光ユニッ
トの構成を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a semiconductor optical unit according to Embodiment 2 of the present invention.

【図５】 本発明の実施の形態３に係る半導体光ユニッ
トの構成を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a semiconductor optical unit according to Embodiment 3 of the present invention.

【図６】 本発明の実施の形態４に係る半導体光ユニッ
トの構成を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a semiconductor optical unit according to Embodiment 4 of the present invention.

【図７】 従来の半導体光ユニットの構成を示す説明図
である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional semiconductor optical unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 半導体基板、１ａ 基板表面、２ 溝部、３ 発光
素子、３ａ 光出射面、４Ａ，４Ｂ ＬＤ電極子、６
受光素子、７Ａ，７Ｂ 電極、９Ａ，９Ｂ接続端子、１
０ 半導体光ユニット、２４Ａ，２４Ｂ 導電性樹脂、
３２ｃ 傾斜部Reference Signs List 1 semiconductor substrate, 1a substrate surface, 2 groove portion, 3 light emitting element, 3a light emitting surface, 4A, 4B LD electrode element, 6
Light receiving element, 7A, 7B electrode, 9A, 9B connection terminal, 1
0 semiconductor optical unit, 24A, 24B conductive resin,
32c slope

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 半導体基板内に受光素子を組み込んだ半
導体光ユニットにおいて、 上記半導体基板に略９０°の垂直壁を備えた溝部が形成
され、その対向する一組の垂直壁には一対の電極が取り
付けられており、 上記溝部内に配置され、一対の電極に両端面で電気的に
接続される発光素子が、その光出射面が基板表面に対し
て平行になるように設置されていることを特徴とする半
導体光ユニット。1. A semiconductor optical unit in which a light receiving element is incorporated in a semiconductor substrate, wherein a groove having a vertical wall of approximately 90 ° is formed in the semiconductor substrate, and a pair of vertical walls opposed to the groove are provided. The light emitting element, which is disposed in the groove and electrically connected to the pair of electrodes at both end faces, is installed such that the light emitting surface is parallel to the substrate surface. A semiconductor optical unit. 【請求項２】 上記一対の電極にそれぞれワイヤボンデ
ィング用接続端子が取り付けられていることを特徴とす
る請求項１記載の半導体光ユニット。2. The semiconductor optical unit according to claim 1, wherein a connection terminal for wire bonding is attached to each of said pair of electrodes. 【請求項３】 上記半導体基板の溝部の底面に対応する
発光素子裏面の反射率が略１００％であることを特徴と
する請求項１又は２に記載の半導体光ユニット。3. The semiconductor optical unit according to claim 1, wherein the reflectance of the back surface of the light emitting element corresponding to the bottom surface of the groove of the semiconductor substrate is approximately 100%. 【請求項４】 上記半導体基板に、受光素子の信号増幅
用ＩＣと発光素子の駆動用ＩＣとが組み込まれているこ
とを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一に記載
の半導体光ユニット。4. The semiconductor according to claim 1, wherein an IC for signal amplification of a light receiving element and an IC for driving a light emitting element are incorporated in the semiconductor substrate. Light unit. 【請求項５】 上記半導体基板の溝部がダイシング装置
を用いて形成されてなることを特徴とする請求項１〜請
求項４のいずれか一に記載の半導体光ユニット。5. The semiconductor optical unit according to claim 1, wherein the groove of the semiconductor substrate is formed using a dicing device. 【請求項６】 上記半導体基板の溝部が異方性エッチン
グにより形成されてなることを特徴とする請求項１〜請
求項４のいずれか一に記載の半導体光ユニット。6. The semiconductor optical unit according to claim 1, wherein the groove of the semiconductor substrate is formed by anisotropic etching. 【請求項７】 上記一対の電極に接触する発光素子端面
に設けられた電極子の少なくとも一方に、ワイヤボンデ
ィング用接続端子が取り付けられていることを特徴とす
る請求項１記載の半導体光ユニット。7. The semiconductor optical unit according to claim 1, wherein a connection terminal for wire bonding is attached to at least one of the electrodes provided on an end face of the light emitting element that contacts the pair of electrodes. 【請求項８】 上記発光素子が、その両端面で上記溝部
内の一対の電極に対して導電性樹脂で固着されているこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体光ユニット。8. The semiconductor optical unit according to claim 1, wherein the light emitting element is fixed at both end surfaces thereof to a pair of electrodes in the groove with a conductive resin. 【請求項９】 上記半導体基板の溝部の底面が、発光素
子の光出射面の裏面に対応する部位で、該裏面に対して
傾斜していることを特徴とする請求項１〜請求項８のい
ずれか一に記載の半導体光ユニット。9. The light emitting device according to claim 1, wherein the bottom surface of the groove of the semiconductor substrate is inclined with respect to the back surface at a portion corresponding to the back surface of the light emitting surface of the light emitting element. The semiconductor optical unit according to any one of the above.