JPH0447984Y2

JPH0447984Y2 -

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Publication number: JPH0447984Y2
Application number: JP1986173557U
Authority: JP
Priority date: 1986-11-12
Filing date: 1986-11-12
Publication date: 1992-11-12
Also published as: JPS6379666U

Description

【考案の詳細な説明】以下の順序に従つて本考案を説明する。

Ａ産業上の利用分野Ｂ考案の概要Ｃ従来技術［第６図］Ｄ考案が解決しようとする問題点Ｅ問題点を解決するための手段Ｆ作用Ｇ実施例［第１図乃至第５図］Ｈ考案の効果（Ａ産業上の利用分野）本考案は半導体レーザ、特に互いに独立して制
御される複数本のレーザビームを発生する半導体
レーザに関する。

（Ｂ考案の概要）本考案は、互いに独立して制御される複数本の
レーザビームを発生する半導体レーザにおいて、
クロストークをなくし、性能の安全性を高めるた
め、半導体基板の表面部に複数のフオトダイオード
を並べて形成し、該フオトダイオード形成部の一
方の側に複数の光発生部を有する一つのレーザダ
イオード若しくは１つの光発生部を有する複数の
レーザダイオードを固定し、上記フオトダイオー
ド形成部上に、各光発生部からのレーザビームを
その光発生部と対応するフオトダイオードに導光
する複数の導光溝を備えた遮光性材料からなるビ
ームセパレータを固定したものである。

（Ｃ従来技術）［第６図］近年、半導体レーザとして別々に制御すること
のできる複数本、例えば３本のレーザビームを発
生することができるものの必要性が高まつてい
る。というのは、光デイスク等の記録媒体に対す
る記録システムにおいてリードアフターライトを
する技術の開発が進んでおり、そのリードアフタ
ーライト技術においてはリード、消去、ライトそ
れぞれに１本ずつレーザビームを用いる必要があ
り、そして、各レーザビームは互いに独立して制
御することができなければならないからである。
また、光デイスク等に対する記録システムにおい
ての記録AND／OR読み取りのマルチトラツク化
の技術においても独立して制御できる複数のレー
ザビームが必要である。また、光ピツクアツプに
３ビーム光学系化が進んでいる等、複数のレーザ
ビームを発生する半導体レーザの必要性が徐々に
高まりつつあるのである。

第６図はその必要性に応えるべく開発された半
導体レーザの一例を示すものである。該半導体レ
ーザはGaAsからなる１つのｎ型半導体基板ａに
半導体層を成長させてダブルヘテロ構造のダイオ
ードを形成し、その表面部に活性層ｂよりも深い
分離溝ｃをエツチングにより形成してその分離溝
ｃによつて半導体基板ａの表面部をレーザダイオ
ード形成領域ｄとフオトダイオード形成領域ｅと
に二分し、レーザダイオード形成領域ｄ内に３つ
のレーザダイオードLD１，LD２，LD３を形成
し、フオトダイオード形成領域ｅ内に３つのフオ
トダイオードPD１，PD２，PD３を形成したも
のであり、各レーザダイオードLD１，LD２，
LD３の光発生部と、各フオトダイオードPD１，
PD２，PD３の光発生部とは分離溝ｃを挟んで対
向している。ｆ，ｆ，……がストライプであり、
各レーザダイオードLD１，LD２，LD３は互い
に独立した駆動電圧を受け、各フオトダイオード
PD１，PD２，PD３はそれぞれ独立して光検出
信号を出力する。

各フオトダイオード間の間隔は約100μm程度で
あり、レーザダイオードLD１，LD２，LD３の
反フオトダイオード側の端面から出射される３本
のレーザビームは１個の集束レンズで光学的に処
理できる。

（Ｄ考案が解決しようとする問題点）ところで、第６図に示した半導体レーザにはク
ロストークが生じるという問題があつた。即ち、
レーザダイオード例えばLD１から出射されたレ
ーザビームはそのレーザダイオードレーザLD１
と対応するフオトダイオードPD１によつてモニ
ターされなければならないが、その一部はフオト
ダイオードPD１の隣りのPD２に入射されてしま
うし、また、そのフオトダイオードPD１にはレ
ーザダイオードLD２から出力されたレーザビー
ムの一部が入射されてしまうので、各レーザダイ
オードLD１，LD２，LD３を完全に独立して高
精度に出力制御を行うことができなかつた。

また、本来のレーザビームは劈開面から出射さ
れるけれども分離溝ｃがエツチングによらなけれ
ば形成できないものであるのでそのエツチング面
がモニター用レーザビームの出射端面となる。し
かし、エツチング面は元来劈開面とは異なりレー
ザビームの出射端面としては信頼性が乏しく、半
導体レーザの使用による端面への出力集中により
変質し、特性が変動し易いという欠点があり、問
題となつていた。

本考案はこのような問題点を解決すべく為され
たものであり、互いに独立して制御できる半導体
レーザのクロストークをなくし、性能の安定化を
図ることを目的とするものである。

（Ｅ問題点を解決するための手段）本考案半導体レーザは上記問題点を解決するた
め、半導体基板の表面部に複数のフオトダイオー
ドを並べて形成し、該フオトダイオード形成部の
一方の側に複数の光発生部を有する一つのレーザ
ダイオード若しくは１つの光発生部を有する複数
のレーザダイオードを固定し、上記フオトダイオ
ード形成部上に、各光発生部からのレーザビーム
をその光発生部と対応するフオトダイオードに導
光する複数の導光溝を備えた遮光性材料からなる
ビームセパレータを、固定したことを特徴とする
ものである。

（Ｆ作用）本考案半導体レーザによれば、１つの表面部に
複数のモニター用フオトダイオードを形成し、該
フオトダイオード形成部の一方の側にレーザダイ
オードを固着してなるので、レーザダイオードと
して劈開面からモニター用レーザビームを出射す
る普通のタイプのものを用いることができる。従
つて、エツチング面からレーザビームを出射する
第６図に示す従来の半導体レーザよりも劣化を少
なくして性能の安定化を図ることができる。

また、ビームセパレータによりフオトダイオー
ド間を遮光し、各光発生部からのレーザビームを
それぞれ導光溝によつてその光発生部と対応する
フオトダイオードに導光するので、クロストーク
を有効且つ確実に防止することができる。

（Ｇ実施例）［第１図乃至第５図］以下、本考案半導体レーザを図示実施例に従つ
て詳細に説明する。

第１図乃至第３図は本考案半導体レーザの一つ
の実施例を示すものであり、第１図は分解斜視
図、第２図は半導体基板のフオトダイオード形成
部の断面図（第１図の２−２線に沿う断面図）、
第３図は半導体基板のレーザダイオード固着部の
断面図（第１図の３−３線に沿う断面図）であ
る。

図面において、１はシリコンSiからなる半導体
基板、２はフオトダイオード形成部で、該部分２
内に３個のフオトダイオードPD１，PD２，PD
３が形成されている。３は半導体基板１の正面側
（本来のレーザビームを出射する側）の端面であ
る。

４はマルチレーザダイオードで、フオトダイオ
ード形成部２の第１図における斜め右上側にて半
導体基板１表面上に半田付けされている。該マル
チレーザダイオード４はGaAsからなるｎ型半導
体基板５の表面に適宜半導体層を成長させること
によりダブルヘテロ構造のダイオードを形成し、
表面に半導体基板５の幅方向に延びる３本のスト
ライプ６，６，６が等間隔に設けられている。７
は活性層である。そして、ストライプ６，６，６
下に上記フオトダイオードPD１，PD２，PD３
に対応するレーザダイオードLD１，LD２，LD
３が形成される。そして、マルチレーザダイオー
ド４はストライプ６，６，６が形成された面を下
向きにしてその面にてフオトダイオード形成部２
上に半田付けされている。

８は例えばシリコンSiからなるビームセパレー
タで、その下面にそれの幅方向に延びる導光溝
９，９，９が形成されており、各導光溝９，９，
９が上記マルチレーザダイオード４のストライプ
６，６，６の延長線上に位置するように位置決め
されたうえでフオトダイオード形成部２上に半田
付けされている。１０，１０，……は半田付けを
するためビームセパレータ８の下面に形成された
金属膜で、該金属膜１０，１０，……が半導体基
板１上に半田層１１，１１，……により半田付け
されるのである。

次に、第２図、第３図に従つて、半導体基板１
の内部構造を説明する。先ず、第２図に示すフオ
トダイオード形成部２の断面構造を説明する。

１２はn⁺型の半導体基板１の表面に形成され
たn^-型半導体層、１３，１３，……は各フオト
ダイオード間を分離するn⁺型アイソレーシヨン
層で、半導体基板１の表面に上記n^-型半導体層
１２よりも深く形成されている。１４，１４，１
４はn^-型半導体層１２のn⁺型アイソレーシヨン
層１３，１３，……によつて囲繞された領域にお
いて表面部に選択的に形成されたp⁺型半導体領
域であり、該領域１４，１４，１４と、n^-型半
導体層１２と、基板１とによりPIN型のフオトダ
イオードが構成される。１１，１１，……は前述
の半田層であり、１５，１５，……その下地膜で
ある。

次に、第３図に示すレーザダイオード固着部に
ついて説明する。１６，１６はn^-型半導体層１
２の表面部に選択的形成されたp⁺型半導体領域
で、上記p⁺型半導体領域１４，１４，……と同
時に形成することができる。１７，１７は半導体
領域１６，１６の表面部に選択的に形成されたｎ
型半導体領域であり、該半導体領域１７，１７は
半導体基板１から接合分離された領域となる。
尚、１３ａはレーザダイオードLD２のストライ
プを半導体基板１に電気的に接続するためのn⁺
型半導体層で、上記アイソレーシヨン層１３と同
時に形成される。１８，１８，１８ａは半導体領
域１７，１７、半導体層１３ａ表面に下地膜１９
を介して形成された半田層であり、該半田層１
８，１８，１８ａにより上記マルチレーザダイオ
ード４の各ストライプ６，６，６が半導体領域１
７，１７、半導体層１３ａ上に接続される。

上記半田層１８，１８の下地となる膜１９はボ
ンデイングパツド部２０，２０まで延設されてい
る。そして、レーザダイオードLD１，LD３はボ
ンデイングパツド部２０，２０と、マルチレーザ
ダイオード４の反ストライプ側の面（裏面）との
間に駆動電圧を印加することにより駆動する。ま
た、レーザダイオードLD２は半導体基板１と、
マルチレーザダイオード４の反ストライプ側の面
（裏面）との間に駆動電圧を印加することにより
駆動する。マルチレーザダイオード４の反ストラ
イプ側の面にはコネクト線がボンデイングされる
ようになつている。

尚、２１，２１，２１は各フオトダイオード
PD１，PD２，PD３のＰ側の電極に接続するコ
ネクト線をボンデイングするボンデイングパツド
である。

この図示した半導体レーザは、普通のレーザダ
イオードと同じようにマルチダイオード４の劈開
面２２からモニター用レーザビームを発生させる
ことができ、第６図に示した従来の半導体レーザ
のようにエツチング面からモニター用レーザビー
ムを出射させなければならないという制約は受け
ない。従つて、レーザビーム出射端面への出力集
中による劣化の虞れが少なくなり、性能の安定性
が高くなる。

また、ビームセパレータ８により各フオトダイ
オードPD１，PD２，PD３間を分離し、各レー
ザダイオードLD１，LD２，LD３から出力され
たレーザビームをそれぞれ導光溝９，９，９によ
つてそのレーザダイオードと対応するフオトダイ
オードPD１，PD２，PD３へ導光することがで
きる。従つて、クロストークをビームセパレータ
８により有効且つ確実に防止することができる。

そして、ビームセパレータ８は光吸収性を有す
るシリコンSiにより形成されているので、レーザ
ダイオードLD１，LD２，LD３から出射された
モニター用レーザビームがビームセパレータ８に
反射されてレーザダイオードLD１，LD２，LD
３側に戻る戻り光の光量を徒らに多くならないよ
うにすることができる。

尚、上記実施例におけるビームセパレータ８は
各導光溝９，９，９が等方性エツチングにより形
成されているが、導光溝を異方性エツチングによ
り形成するようにしても良い。そして、導光溝の
反レーザダイオード側の端部を閉塞するようにし
ても良い。第４図Ａ，Ｂはビームセパレータをそ
のように変形した一つの例８ａを示すもので、同
図Ａが断面図、同図Ｂが正面図であり、同図にお
いて２２は導光溝９ａの閉塞面である。そのよう
にすれば、導光溝を通過してフオトダイオード
PDに受光されなくなる無駄なモニター用レーザ
ビームをなくすことができる。

尚、エツチングによることなくソーを用いて第
５図に示すように断面矩形状の導光溝９ｂをハー
フカツトにより形成するようにしても良い。この
ようにすれば、比較的簡単にビームセパレータ８
ｂを得ることができる。

また、上記実施例においては複数のレーザダイ
オードを一体化したマルチレーザダイオードを半
導体基板１上に固着していたが、各フオトダイオ
ードPD１，PD２，PD３に対応して互いに別体
のレーザダイオードLD１，LD２，LD３を半導
体基板１上に固着するようにしても良い。

（Ｈ考案の効果）以上に述べたように、本考案半導体レーザは、
半導体基板の表面部に複数のフオトダイオードが
並んで形成され、上記表面部のフオトダイオード
形成部の一方の側に互いに別個に駆動される複数
の光発生部を有する一つのレーザダイオード若し
くは１つの光発光部を有する複数のレーザダイオ
ードが、各光発生部が各フオトダイオードを向く
ように上記半導体基板上に固定され、上記表面部
のフオトダイオード形成部上に、遮光性材料から
なり一方の主面に複数の導光溝を有するビームセ
パレータが、各光発生部からのレーザビームを上
記導光溝にてその光発生部と対応するフオトダイ
オードに導光し得るように導光溝形成面にて固定
されてなることを特徴とするものである。

従つて、本考案半導体レーザによれば、１つの
表面部に複数のモニター用フオトダイオードを形
成し、該フオトダイオード形成部の一方の側にレ
ーザダイオードを固着してなるので、レーザダイ
オードとして劈開面からモニター用レーザビーム
を出射する普通のタイプのものを用いることがで
きる。従つて、エツチング面からレーザビームを
出射する第６図に示す従来の半導体レーザよりも
劣化を少なくして性能の安定化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案半導体レーザの一つ
の実施例を説明するためのもので、第１図は分解
斜視図、第２図は半導体基板のフオトダイオード
形成部の断面構造を示すところの第１図の２−２
線に沿う断面図、第３図は半導体基板のレーザダ
イオード固着部の断面構造を示すところの第１図
の３−３線に沿う断面図、第４図Ａ，Ｂはビーム
セパレータの変形例を示すもので、同図Ａは断面
図、同図Ｂは正面図、第５図はビームセパレータ
の別の変形例を示す正面図、第６図は従来例の斜
視図である。符号の説明、１……半導体基板、２……フオト
ダイオード形成部、４……（マルチ）レーザダイ
オード、６……光発生部、８……ビームセパレー
タ、９……導光溝、PD……フオトダイオード、
LD……レーザダイオード。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】半導体基板の表面部に複数のフオトダイオード
が並んで形成され、上記表面部のフオトダイオード形成部の一方の
側に互いに別個に駆動される複数の光発生部を有
する一つのレーザダイオード若しくは１つの光発
生部を有する複数のレーザダイオードが、各光発
生部が各フオトダイオードを向くように上記半導
体基板上に固定され、上記表面部のフオトダイオード形成部上に、遮
光性材料からなり一方の主面に複数の導光溝を有
するビームセパレータが、各光発生部からのレー
ザビームを上記導光溝にてその光発生部と対応す
るフオトダイオードに導光し得るように導光溝形
成面にて固定されてなる。ことを特徴とする半導体レーザ。