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JPH07210893A - Semiconductor beam splitter and its production - Google Patents

Semiconductor beam splitter and its production

Info

Publication number
JPH07210893A
JPH07210893A JP6022040A JP2204094A JPH07210893A JP H07210893 A JPH07210893 A JP H07210893A JP 6022040 A JP6022040 A JP 6022040A JP 2204094 A JP2204094 A JP 2204094A JP H07210893 A JPH07210893 A JP H07210893A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
beam splitter
crystal
mask
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6022040A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyasu Yoshihara
由容 吉原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6022040A priority Critical patent/JPH07210893A/en
Publication of JPH07210893A publication Critical patent/JPH07210893A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a high precision small-sized beam splitter by forming a unidirectional masking on a semiconductor substrate, growing a crystal of a material having a specified band gap, and applying a dielectric multilayer coating film on slopes of the crystal. CONSTITUTION:A unidirectional mask 11 is formed on a semiconductor substrate 10. The mask 11 is used to selectively crystallize a material having a larger band gap than the wavelength of the semiconductor laser used as a light source. Thus, a chavron semiconductor crystal is formed in the direction of the mask 11. By coating the slopes of the crystal 12 with a dielectric multilayer film 13, the slopes become a semi-transmitting plane and a high precision small-size semiconductor beam splitter is produced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学ピックアップ等で
使用される光路を分割するためのビームスプリッタ及び
その製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam splitter for splitting an optical path used in an optical pickup and the like, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光学ピックアップ等において、分
割光学系として、ビームスプリッタが多く使用されてい
る。このビームスプリッタは、二つの光学ガラスの平坦
な表面を、プラスチック等から成る薄膜を介して貼り合
わせることにより、構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a beam splitter is often used as a splitting optical system in an optical pickup or the like. This beam splitter is constructed by bonding two flat surfaces of optical glass via a thin film made of plastic or the like.

【0003】このような構成のビームスプリッタによれ
ば、光学ガラスの間に介在する薄膜が、半透過面として
作用することにより、一方の光学ガラスに入射した光ビ
ームが、この薄膜に達したとき、入射光ビームは、その
一部が、この薄膜を透過すると共に、一部が、この薄膜
により反射される。かくして、透過光ビームと反射光ビ
ームの二つの光ビームに分割されるようになっている。
According to the beam splitter having such a structure, the thin film interposed between the optical glasses acts as a semi-transmissive surface so that the light beam incident on one of the optical glasses reaches this thin film. The incident light beam partially passes through the thin film and is partially reflected by the thin film. Thus, it is divided into two light beams, a transmitted light beam and a reflected light beam.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されたビームスプリッタにおいては、ビームス
プリッタが組み込まれるべき光学ピックアップ等の小型
化に伴って、小型化が要請されるが、その構造上、小型
化にも限度がある。
However, in the beam splitter configured as described above, downsizing is demanded along with downsizing of an optical pickup or the like in which the beam splitter is to be incorporated. However, due to its structure, There are limits to miniaturization.

【0005】従って、光学ピックアップ等の光路長が比
較的長くなってしまうので、途中での光量損失が比較的
大きくなってしまう。これに対して、光量損失を抑制す
るためには、透過光量を増大するために、各光学要素を
大きくする必要があるという、矛盾が生じてしまう。さ
らに、小型化に対応して、製造コストが高くなってしま
うという問題があった。
Therefore, since the optical path length of the optical pickup and the like becomes relatively long, the light amount loss on the way becomes relatively large. On the other hand, in order to suppress the light amount loss, it is necessary to make each optical element large in order to increase the transmitted light amount, which causes a contradiction. Further, there is a problem that the manufacturing cost becomes high in response to the miniaturization.

【0006】また、小型化されたビームスプリッタを光
学ピックアップ等にマウントする際には、所定の取付精
度が必要とされるために、取付作業に高度な技術が必要
とされ、組立コストが高くなってしまうという問題もあ
った。
Further, when mounting the miniaturized beam splitter on an optical pickup or the like, a predetermined mounting precision is required, and therefore a high level of technique is required for the mounting work, resulting in a high assembly cost. There was also the problem of being lost.

【0007】本発明は、以上の点に鑑み、高精度でかつ
小型に構成されるようにした、半導体ビームスプリッタ
及びその製造方法を提供することを目的としている。
In view of the above points, the present invention has an object to provide a semiconductor beam splitter and a method of manufacturing the same which are configured with high precision and small size.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、半導体基板上にて一方向にマスキングし、その上
から光源として使用される半導体レーザーの波長より大
きいバンドギャップを有する材料を結晶成長させること
により、上記マスク方向に延びる半導体結晶を形成し、
この半導体結晶の斜面に対して、誘電多層膜をコーティ
ングして、この斜面を半透過面としたことを特徴とす
る、半導体ビームスプリッタの製造方法により、達成さ
れる。
According to the present invention, the above object is to provide a material having a band gap larger than the wavelength of a semiconductor laser used as a light source, which is masked in one direction on a semiconductor substrate. By growing a crystal, a semiconductor crystal extending in the mask direction is formed,
This is achieved by a method for manufacturing a semiconductor beam splitter, which is characterized in that the slope of this semiconductor crystal is coated with a dielectric multilayer film to make this slope a semi-transmissive surface.

【0009】また、上記目的は、本発明によれば、半導
体基板上にて、一方向のマスクにより選択結晶成長され
た、光源として使用される半導体レーザーの波長より大
きいバンドギャップを有する材料から成る、上記マスク
方向に延びる山形の半導体結晶と、この山形の半導体結
晶の斜面にコーティングされた誘電多層膜とから構成さ
れていることを特徴とする、半導体ビームスプリッタに
より、達成される。
Further, according to the present invention, the above object is made of a material having a band gap larger than the wavelength of a semiconductor laser used as a light source, which is selectively crystal-grown on a semiconductor substrate by a unidirectional mask. The present invention is achieved by a semiconductor beam splitter, which comprises a mountain-shaped semiconductor crystal extending in the mask direction and a dielectric multilayer film coated on the slope of the mountain-shaped semiconductor crystal.

【0010】本発明による半導体ビームスプリッタは、
好ましくは、前記半導体基板上にて、上記山形の半導体
結晶に近接して、半導体レーザーが形成されている。
The semiconductor beam splitter according to the present invention is
Preferably, a semiconductor laser is formed on the semiconductor substrate in the vicinity of the chevron-shaped semiconductor crystal.

【0011】また、本発明による半導体ビームスプリッ
タは、好ましくは、前記半導体基板上に、光検出素子が
形成されており、その上から、上記山形の半導体結晶が
形成されている。
In the semiconductor beam splitter according to the present invention, preferably, a photodetector is formed on the semiconductor substrate, and the chevron-shaped semiconductor crystal is formed thereon.

【0012】[0012]

【作用】上記構成によれば、半導体ビームスプリッタ
は、半導体基板上にて、例えば[001]方向に延びる
マスクにより、選択結晶成長された、半導体結晶により
形成される。このため、例えばマスクの一側の縁部から
(110)の結晶面が生ずると、この(110)結晶面
上では、結晶成長速度が遅いことから、この基板に対し
て45度の角度を有する(110)結晶面が、正確に形
成される。マスクの他側の縁部に関しては、同様にし
て、(1−10)結晶面が形成される。かくして、両側
で基板に対して45度の角度をなす斜面を備えた山形の
半導体結晶が形成されることになる。
According to the above structure, the semiconductor beam splitter is formed of the semiconductor crystal selectively grown on the semiconductor substrate by the mask extending in the [001] direction. For this reason, for example, when a (110) crystal plane is generated from the edge portion on one side of the mask, the crystal growth rate is slow on the (110) crystal plane, so that an angle of 45 degrees is formed with respect to this substrate. The (110) crystal plane is accurately formed. Regarding the edge portion on the other side of the mask, similarly, a (1-10) crystal plane is formed. Thus, a chevron-shaped semiconductor crystal having slopes formed on both sides of the substrate at an angle of 45 degrees is formed.

【0013】ここで、この山形の半導体結晶は、上述の
ように、光源として使用される半導体レーザーの波長よ
り大きいバンドギャップを有する材料から成る。例え
ば、半導体レーザーの発光波長が780nmの場合に
は、そのエネルギーは、約1.59eVであるので、こ
のエネルギー以上のバンドギャップを有する、Al0.35
Ga0.65As(Eg=1.83eV)が、半導体結晶の
材料として使用され、常圧MOCVD法または減圧MO
CVD法等によりエピタキシャル成長される。
Here, this chevron-shaped semiconductor crystal is made of a material having a band gap larger than the wavelength of the semiconductor laser used as the light source, as described above. For example, when the emission wavelength of the semiconductor laser is 780 nm, the energy is about 1.59 eV, and therefore the Al 0.35 having a band gap equal to or larger than this energy is used.
Ga0.65As (Eg = 1.83 eV) is used as a material for the semiconductor crystal, and the atmospheric pressure MOCVD method or the reduced pressure MO is used.
It is epitaxially grown by the CVD method or the like.

【0014】このようにして形成された山形の半導体結
晶の斜面、即ち(110)結晶面は、光源である半導体
レーザーからの光ビームに対しては、透明であるので、
所望の分光比を得るために、誘電多層膜がコーティング
される。これにより、上記斜面は、半透過面として構成
されることとなる。
The slope of the mountain-shaped semiconductor crystal thus formed, that is, the (110) crystal plane is transparent to the light beam from the semiconductor laser which is the light source.
The dielectric multilayer is coated to obtain the desired spectral ratio. As a result, the sloped surface is configured as a semi-transmissive surface.

【0015】尚、半導体基板上にて、上記山形の半導体
結晶に近接して、半導体レーザーが形成されている場合
には、半導体レーザー及び半導体ビームスプリッタが、
半導体基板上にて一体的に形成されているので、組立の
際に、これら相互の位置合わせが不要である。従って、
組立が容易に行なわれ得ると共に、取付精度が向上され
ることになる。
When a semiconductor laser is formed on the semiconductor substrate in the vicinity of the mountain-shaped semiconductor crystal, the semiconductor laser and the semiconductor beam splitter are
Since they are integrally formed on the semiconductor substrate, they need not be aligned with each other during assembly. Therefore,
Assembling can be easily performed, and mounting accuracy is improved.

【0016】また、半導体基板上に、光検出素子が形成
されており、その上から、上記山形の半導体結晶が形成
されている場合には、この半導体ビームスプリッタに入
射する光の強度が容易にモニタすることが可能であると
共に、モニタのための光検出素子は、取付スペースを特
に必要としない。
When the photodetector is formed on the semiconductor substrate and the chevron-shaped semiconductor crystal is formed on the photodetector, the intensity of light incident on the semiconductor beam splitter can be easily adjusted. In addition to being monitorable, the photo-detecting element for monitoring does not require any mounting space.

【0017】ここで、光検出素子としては、例えばフォ
トダイオードやフォトトランジスタが使用される。何れ
の場合も、半導体基板上に、薄膜を選択成長させること
により、容易に形成されるが、特にフォトダイオードの
場合には、構造が簡単であることから、低コストで形成
されることになる。
Here, as the light detecting element, for example, a photodiode or a phototransistor is used. In any case, it can be easily formed by selectively growing a thin film on a semiconductor substrate, but especially in the case of a photodiode, it can be formed at low cost because of its simple structure. .

【0018】[0018]

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図1乃至図
12を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べ
る実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. It should be noted that the examples described below are suitable specific examples of the present invention, and therefore, various technically preferable limitations are given, but the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these modes.

【0019】図1乃至図5は、本発明による半導体ビー
ムスプリッタの製造方法の第一の実施例を工程順に示し
ている。図1において、GaAs等から成る半導体基板
10の(100)面である表面に対して、一方向に延び
るSiO2 等から成るマスク11を形成する。このマス
ク11は、図示の場合、[001]方向(紙面手前の方
向)に延びている。
1 to 5 show a first embodiment of a method of manufacturing a semiconductor beam splitter according to the present invention in the order of steps. In FIG. 1, a mask 11 made of SiO2 or the like extending in one direction is formed on the surface of the semiconductor substrate 10 made of GaAs or the like, which is the (100) plane. In the illustrated case, the mask 11 extends in the [001] direction (front side of the drawing).

【0020】次に、図2に示すように、このマスク11
の上から、光源として使用される半導体レーザーの波長
より大きいバンドギャップを有する材料、例えば、半導
体レーザーの発光波長が780nmの場合には、このエ
ネルギー以上のバンドギャップを有する、Al0.35Ga
0.65As(Eg=1.83eV)を、常圧MOCVD法
または減圧MOCVD法等によりエピタキシャル成長さ
せる。
Next, as shown in FIG. 2, this mask 11 is used.
From above, a material having a bandgap larger than the wavelength of the semiconductor laser used as a light source, for example, in the case where the emission wavelength of the semiconductor laser is 780 nm, it has a bandgap of this energy or more, Al0.35Ga
0.65 As (Eg = 1.83 eV) is epitaxially grown by a normal pressure MOCVD method or a low pressure MOCVD method.

【0021】これにより、この半導体基板10上には、
マスク11の両側の縁部から45度の角度をなすように
延びる(110)及び(1−10)結晶面を有する半導
体結晶12が自然に形成されることになる。
As a result, on the semiconductor substrate 10,
The semiconductor crystal 12 having (110) and (1-10) crystal planes extending at an angle of 45 degrees from both edges of the mask 11 is naturally formed.

【0022】続いて、図3に示すように、上記のように
形成された半導体結晶12の表面に対して、所望の分光
比を得るために、誘電多層膜13がコーティングされ
る。かくして、半導体ビームスプリッタ14が完成す
る。
Subsequently, as shown in FIG. 3, the surface of the semiconductor crystal 12 formed as described above is coated with a dielectric multilayer film 13 in order to obtain a desired spectral ratio. Thus, the semiconductor beam splitter 14 is completed.

【0023】この場合、半導体ビームスプリッタ14
は、その斜面が、(110)結晶面及び(1−10)結
晶面により形成されることになる。これにより、この斜
面は、半導体基板10の(100)である表面に対し
て、半導体の結晶レベルのオーダーの精度で、正確に4
5度に形成されると共に、分光角度は、結晶軸の方向、
即ち[001]方向(紙面手前の方向)で決定されるこ
とになる。従って、小型でかつ高精度のビームスプリッ
タが、容易にかつ低コストで得られることとなる。
In this case, the semiconductor beam splitter 14
Will have its slope formed by the (110) crystal face and the (1-10) crystal face. As a result, the sloped surface is accurately aligned with the (100) surface of the semiconductor substrate 10 with an accuracy on the order of the crystal level of the semiconductor.
While being formed at 5 degrees, the spectral angle is the direction of the crystal axis,
That is, it is determined in the [001] direction (direction before the paper surface). Therefore, a compact and highly accurate beam splitter can be easily obtained at low cost.

【0024】ここで、図4に示すように、半導体基板1
0上からマスク11を除去した後、半導体ビームスプリ
ッタ14に近接して、半導体基板10上のレーザーマウ
ント部に電極を形成し、その上に半導体レーザーである
レーザーダイオード15がマウントされる。
Here, as shown in FIG. 4, the semiconductor substrate 1
After removing the mask 11 from above 0, electrodes are formed in the laser mount portion on the semiconductor substrate 10 in the vicinity of the semiconductor beam splitter 14, and the laser diode 15 which is a semiconductor laser is mounted thereon.

【0025】または、図5に示すように、この半導体ビ
ームスプリッタ14に近接して、マスク11の上から、
半導体基板1上に、電極を形成したSi台座16上に取
り付けられたレーザーダイオード17がマウントされ
る。
Alternatively, as shown in FIG. 5, in the vicinity of the semiconductor beam splitter 14, from above the mask 11,
A laser diode 17 mounted on a Si pedestal 16 having electrodes formed thereon is mounted on the semiconductor substrate 1.

【0026】何れの場合にも、ビームスプリッタ14と
光源であるレーザーダイオード15または17が、半導
体基板10上に一体的に構成される。従って、このレー
ザーダイオード15,17とビームスプリッタ14との
間隔が、非常に短く設定され、従って光学系全体が小型
に構成されると共に、光路長が短くなり、損失が低減さ
れることになる。
In either case, the beam splitter 14 and the laser diode 15 or 17 as a light source are integrally formed on the semiconductor substrate 10. Therefore, the distance between the laser diodes 15 and 17 and the beam splitter 14 is set to be extremely short, so that the entire optical system is made compact, the optical path length is shortened, and the loss is reduced.

【0027】図6乃至図10は、本発明による半導体ビ
ームスプリッタの製造方法の第二の実施例を工程順に示
している。図6において、GaAs等から成る半導体基
板20の(100)面である表面に対して、N−AlG
aAs層21,活性層22,P−AlGaAs層23を
順次にエピタキシャル成長させる。
6 to 10 show a second embodiment of the method of manufacturing a semiconductor beam splitter according to the present invention in the order of steps. In FIG. 6, a N-AlG layer is formed on the (100) surface of the semiconductor substrate 20 made of GaAs or the like.
The aAs layer 21, the active layer 22, and the P-AlGaAs layer 23 are sequentially epitaxially grown.

【0028】その後、図7に示すように、RIE法等に
よるエッチング処理を行なうことにより、半導体レーザ
ーの共振器端面24を形成する。
After that, as shown in FIG. 7, the cavity facet 24 of the semiconductor laser is formed by performing an etching process by the RIE method or the like.

【0029】続いて、図8に示すように、半導体レーザ
ーの共振器端面24に、誘電多層保護膜25を形成する
ことにより、半導体基板20上に半導体レーザー26が
構成される。
Subsequently, as shown in FIG. 8, a semiconductor laser 26 is formed on the semiconductor substrate 20 by forming a dielectric multilayer protective film 25 on the cavity facet 24 of the semiconductor laser.

【0030】次に、図9に示すように、光源として使用
される半導体レーザーの波長より大きいバンドギャップ
を有する材料、例えば、半導体レーザーの発光波長が7
80nmの場合には、このエネルギー以上のバンドギャ
ップを有する、Al0.35Ga0.65As(Eg=1.83
eV)を、常圧MOCVD法または減圧MOCVD法等
によりエピタキシャル成長させる。これにより、この半
導体基板20上には、半導体レーザー26の側縁から4
5度の角度をなすように延びる結晶面を有する半導体結
晶27が自然に形成されることになる。
Next, as shown in FIG. 9, a material having a band gap larger than the wavelength of the semiconductor laser used as the light source, for example, the emission wavelength of the semiconductor laser is 7
In the case of 80 nm, Al0.35Ga0.65As (Eg = 1.83) having a bandgap of this energy or more.
eV) is epitaxially grown by a normal pressure MOCVD method or a low pressure MOCVD method. As a result, on the semiconductor substrate 20, 4 from the side edge of the semiconductor laser 26.
The semiconductor crystal 27 having a crystal plane extending to form an angle of 5 degrees is naturally formed.

【0031】続いて、図10に示すように、上記のよう
に形成された半導体結晶27の表面に対して、所望の分
光比を得るために、誘電多層膜28がコーティングされ
ると共に、半導体レーザー26の上部に電極29が形成
される。
Then, as shown in FIG. 10, a dielectric multilayer film 28 is coated on the surface of the semiconductor crystal 27 formed as described above in order to obtain a desired spectral ratio, and a semiconductor laser is applied. An electrode 29 is formed on top of 26.

【0032】かくして、半導体基板20上に、半導体レ
ーザー26及び半導体ビームスプリッタ30が一体的に
形成されることになる。
Thus, the semiconductor laser 26 and the semiconductor beam splitter 30 are integrally formed on the semiconductor substrate 20.

【0033】この場合、半導体ビームスプリッタ30
は、その斜面が、(110)結晶面及び(1−10)結
晶面により形成されることになる。これにより、この斜
面は、半導体基板10の(100)である表面に対し
て、半導体の結晶レベルのオーダーの精度で、正確に4
5度に形成されると共に、分光角度は、結晶軸の方向、
即ち[001]方向で決定されることになる。
In this case, the semiconductor beam splitter 30
Will have its slope formed by the (110) crystal face and the (1-10) crystal face. As a result, the sloped surface is accurately aligned with the (100) surface of the semiconductor substrate 10 with an accuracy on the order of the crystal level of the semiconductor.
While being formed at 5 degrees, the spectral angle is the direction of the crystal axis,
That is, it is decided in the [001] direction.

【0034】従って、小型でかつ高精度のビームスプリ
ッタが、容易にかつ低コストで得られることとなる。さ
らに、半導体レーザー26及び半導体ビームスプリッタ
30が互いに極近傍にて一体的に形成されているので、
光学系全体が小型化されると共に、光路長が短くされ、
さらに半導体レーザー26のマウント精度が、高度な技
術を要することなく、容易に向上されることになる。
Therefore, a compact and highly accurate beam splitter can be obtained easily and at low cost. Furthermore, since the semiconductor laser 26 and the semiconductor beam splitter 30 are integrally formed in the vicinity of each other,
The entire optical system is downsized and the optical path length is shortened,
Further, the mounting accuracy of the semiconductor laser 26 can be easily improved without requiring high technology.

【0035】図11は、本発明による半導体ビームスプ
リッタの他の実施例を示している。即ち、図11におい
て、前以て、N−GaAs基板40上にP+をドーピン
グすることにより、光検出素子として、フォトダイオー
ド41が形成されている。このようなフォトダイオード
41を備えた半導体基板40の表面に、例えば図1乃至
図4に示すように、このフォトダイオード41の受光部
以外の部分をSiO2 等でマスクし、その上から半導体
材料をエピタキシャル成長させることにより、山形の半
導体結晶を形成し、その斜面に誘電多層膜をコーティン
グすることにより、ビームスプリッタ42が形成されて
いる。
FIG. 11 shows another embodiment of the semiconductor beam splitter according to the present invention. That is, in FIG. 11, the photodiode 41 is previously formed as a photodetector by doping P + on the N-GaAs substrate 40. On the surface of the semiconductor substrate 40 provided with such a photodiode 41, as shown in, for example, FIGS. 1 to 4, a portion other than the light receiving portion of the photodiode 41 is masked with SiO 2 or the like, and a semiconductor material is placed on the mask. The beam-splitter 42 is formed by forming a mountain-shaped semiconductor crystal by epitaxial growth, and coating the dielectric multilayer film on the slope.

【0036】さらに、このビームスプリッタ42の近接
して、半導体基板40上のレーザーマウント部に電極を
形成し、その上に半導体レーザーであるレーザーダイオ
ード43がマウントされる。
Further, an electrode is formed in the laser mount portion on the semiconductor substrate 40 in the vicinity of the beam splitter 42, and a laser diode 43 which is a semiconductor laser is mounted thereon.

【0037】このような構成の半導体ビームスプリッタ
42によれば、レーザーダイオード43から出射したレ
ーザー光は、この半導体ビームスプリッタ42の左側の
斜面にて、大部分が反射されると共に、ごく一部がこの
半導体ビームスプリッタ42内に進入して、右側の斜面
の内側で反射する。これにより、半導体基板40表面に
形成されたフォトダイオード41受光部に入射すること
になる。かくして、このフォトダイオード41出力信号
に基づいて、このレーザーダイオード43の出力をモニ
タすることが可能であり、この出力信号を図示しない制
御回路に送出することにより、このレーザーダイオード
43の出力を一定に保持することが可能となる。
According to the semiconductor beam splitter 42 having such a structure, most of the laser light emitted from the laser diode 43 is reflected by the left slope of the semiconductor beam splitter 42, and only a small part thereof is reflected. The light enters the semiconductor beam splitter 42 and is reflected on the inside of the slope on the right side. As a result, the light is incident on the light receiving portion of the photodiode 41 formed on the surface of the semiconductor substrate 40. Thus, the output of the laser diode 43 can be monitored based on the output signal of the photodiode 41, and the output of the laser diode 43 can be made constant by sending the output signal to a control circuit (not shown). It becomes possible to hold.

【0038】図12は、本発明による半導体ビームスプ
リッタのさらに他の実施例を示している。この実施例に
おいては、半導体基板50上にて、複数の[001]方
向に延びる半導体ビームスプリッタ51,52が形成さ
れている。これにより、半導体基板50上で近接してマ
ウントされたレーザーダイオード53から出射したレー
ザー光は、各半導体ビームスプリッタ51,52の斜面
51a,52aで、上方に反射されることになる。従っ
て、一つのレーザーダイオード53からのレーザー光か
ら、二本の上方に向かう光ビームが得られることにな
る。
FIG. 12 shows still another embodiment of the semiconductor beam splitter according to the present invention. In this embodiment, a plurality of semiconductor beam splitters 51 and 52 extending in the [001] direction are formed on a semiconductor substrate 50. As a result, the laser light emitted from the laser diode 53 mounted closely on the semiconductor substrate 50 is reflected upward by the slopes 51a and 52a of the semiconductor beam splitters 51 and 52. Therefore, from the laser light from one laser diode 53, two upward light beams can be obtained.

【0039】このように、以上の実施例では、半導体ビ
ームスプリッタは、半導体基板上にて、一方向に延びる
マスクにより、選択結晶成長された、半導体結晶により
形成されるので、この半導体結晶の斜面は、半導体の結
晶レベルのオーダーの精度で、半導体基板の表面に対し
て正確に45度の角度をなすように形成される。
As described above, in the above embodiments, the semiconductor beam splitter is formed of the semiconductor crystal selectively grown on the semiconductor substrate by the mask extending in one direction. Are formed with an accuracy of the order of the crystal level of the semiconductor so as to form an angle of 45 degrees with respect to the surface of the semiconductor substrate.

【0040】従って、小型化されることになると共に、
高度な技術を要することなく、容易に精度が向上される
こことになる。かくして、低コストでかつ高精度のビー
ムスプリッタが得られることになる。これにより、ビー
ムスプリッタ内の光路長が大幅に短縮されるので、光量
損失が低減されると共に、本ビームスプリッタを組み込
むべき各種光学系が、全体として小型に構成されること
になる。
Therefore, in addition to being downsized,
The accuracy is easily improved without requiring advanced technology. Thus, a low cost and high precision beam splitter can be obtained. As a result, the optical path length in the beam splitter is significantly shortened, so that the loss of light quantity is reduced and various optical systems in which the present beam splitter is to be incorporated are made compact as a whole.

【0041】また、半導体ビームスプリッタが形成され
る半導体基板上にて、この半導体ビームスプリッタに近
接して、レーザーダイオード等の半導体レーザーがマウ
ントされている場合には、この半導体レーザーと半導体
ビームスプリッタとの間隔が極めて微小となり得るの
で、より一層光学系が小型化されることになる。そし
て、半導体レーザーと半導体ビームスプリッタが、半導
体基板に対して一体的に構成されることから、これらの
相互の取付精度が向上される。
When a semiconductor laser such as a laser diode is mounted in proximity to the semiconductor beam splitter on the semiconductor substrate on which the semiconductor beam splitter is formed, the semiconductor laser and the semiconductor beam splitter are Since the interval of can be extremely small, the optical system can be further miniaturized. Since the semiconductor laser and the semiconductor beam splitter are integrally formed on the semiconductor substrate, the mutual mounting accuracy of these is improved.

【0042】さらに、半導体基板上に、光検出素子が形
成されており、その上から、半導体ビームスプリッタが
形成されている場合には、半導体レーザーの出力をモニ
タするための光検出素子が、このビームスプリッタと一
体に形成されるので、光検出素子を含む光学系全体が小
型に構成される。
Further, when the photodetector is formed on the semiconductor substrate and the semiconductor beam splitter is formed on the photodetector, the photodetector for monitoring the output of the semiconductor laser is provided. Since it is formed integrally with the beam splitter, the entire optical system including the photodetector is made compact.

【0043】尚、上述した実施例においては、光学ピッ
クアップの光源に隣接して配設されるビームスプリッタ
の場合について説明したが、これに限らず、分割光学系
を備える各種光学系において、本発明による半導体ビー
ムスプリッタを適用し得ることは明らかである。
In the above-described embodiments, the case of the beam splitter disposed adjacent to the light source of the optical pickup has been described, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to various optical systems including a splitting optical system. It is obvious that the semiconductor beam splitter according to

【0044】[0044]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
学的な精度が高く、しかも小型に構成されるようにし
た、半導体ビームスプリッタ及びその製造方法を提供す
ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor beam splitter having a high optical accuracy and a small size, and a manufacturing method thereof.

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

【図1】本発明による半導体ビームスプリッタの製造方
法の第一の実施例における半導体基板上にマスクを形成
した状態を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a mask is formed on a semiconductor substrate in a first embodiment of a method of manufacturing a semiconductor beam splitter according to the present invention.

【図2】図1の半導体基板上にマスクの上から半導体結
晶を形成した状態を示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a semiconductor crystal is formed on a mask on the semiconductor substrate of FIG.

【図3】図2の半導体結晶の表面に誘電多層膜を形成し
た半導体ビームスプリッタを示す概略断面図である。
3 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor beam splitter in which a dielectric multilayer film is formed on the surface of the semiconductor crystal of FIG.

【図4】図3の半導体ビームスプリッタに近接して半導
体基板上に直接にレーザーダイオードをマウントした構
成を示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a structure in which a laser diode is directly mounted on a semiconductor substrate in the vicinity of the semiconductor beam splitter shown in FIG.

【図5】図3の半導体ビームスプリッタに近接して半導
体基板上にSi台座を介してレーザーダイオードをマウ
ントした構成を示す概略断面図である。
5 is a schematic cross-sectional view showing a configuration in which a laser diode is mounted on a semiconductor substrate via a Si pedestal in the vicinity of the semiconductor beam splitter of FIG.

【図6】本発明による半導体ビームスプリッタの製造方
法の第二の実施例における半導体基板上にレーザーダイ
オードを構成する薄膜を形成した状態を示す概略断面図
である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a thin film constituting a laser diode is formed on a semiconductor substrate in a second embodiment of the method of manufacturing a semiconductor beam splitter according to the present invention.

【図7】図6の薄膜に対して共振器端面を形成した状態
を示す概略断面図である。
7 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a resonator end face is formed on the thin film of FIG.

【図8】図7の共振器端面に誘電多層膜を形成したレー
ザーダイオードを示す概略断面図である。
8 is a schematic cross-sectional view showing a laser diode in which a dielectric multilayer film is formed on the end face of the resonator of FIG.

【図9】図8の半導体基板上にレーザーダイオードの上
から半導体結晶を形成した状態を示す概略断面図であ
る。
9 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a semiconductor crystal is formed on the semiconductor substrate of FIG. 8 from above the laser diode.

【図10】図9の半導体結晶の表面に誘電多層膜を形成
しかつレーザーダイオードの表面に電極を形成した状態
を示す概略断面図である。
10 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a dielectric multilayer film is formed on the surface of the semiconductor crystal of FIG. 9 and electrodes are formed on the surface of the laser diode.

【図11】本発明による半導体ビームスプリッタの光検
出素子を一体に組み込んだ他の実施例を示す概略断面図
である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment in which the photodetector of the semiconductor beam splitter according to the present invention is integrally incorporated.

【図12】本発明による半導体ビームスプリッタのさら
に他の実施例を示す概略断面図である。
FIG. 12 is a schematic sectional view showing still another embodiment of the semiconductor beam splitter according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体基板 11 マスク 12 半導体結晶 13 誘電多層膜 14 半導体ビームスプリッタ 15 レーザーダイオード 16 Si台座 17 レーザーダイオード 20 半導体基板 21 N−AlGaAs層21 22 活性層22 23 P−AlGaAs層 24 共振器端面 25 誘電多層膜 26 半導体レーザー 27 半導体結晶 28 誘電多層膜 29 電極 30 半導体ビームスプリッタ 40 半導体基板 41 フォトダイオード 42 半導体ビームスプリッタ 43 レーザーダイオード 50 半導体基板 51 半導体ビームスプリッタ 52 半導体ビームスプリッタ 53 レーザーダイオード 10 semiconductor substrate 11 mask 12 semiconductor crystal 13 dielectric multilayer film 14 semiconductor beam splitter 15 laser diode 16 Si pedestal 17 laser diode 20 semiconductor substrate 21 N-AlGaAs layer 21 22 active layer 22 23 P-AlGaAs layer 24 resonator end face 25 dielectric multilayer Film 26 Semiconductor Laser 27 Semiconductor Crystal 28 Dielectric Multilayer Film 29 Electrode 30 Semiconductor Beam Splitter 40 Semiconductor Substrate 41 Photodiode 42 Semiconductor Beam Splitter 43 Laser Diode 50 Semiconductor Substrate 51 Semiconductor Beam Splitter 52 Semiconductor Beam Splitter 53 Laser Diode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にて一方向にマスキング
し、 その上から光源として使用される半導体レーザーの波長
より大きいバンドギャップを有する材料を結晶成長させ
ることにより、上記マスク方向に延びる半導体結晶を形
成し、 この半導体結晶の斜面に対して、誘電多層膜をコーティ
ングして、この斜面を半透過面としたことを特徴とする
半導体ビームスプリッタの製造方法。
1. A semiconductor crystal that extends in the mask direction is masked in one direction on a semiconductor substrate, and a material having a bandgap larger than the wavelength of a semiconductor laser used as a light source is grown on the semiconductor crystal to grow a semiconductor crystal in the mask direction. A method of manufacturing a semiconductor beam splitter, which comprises forming and coating a sloped surface of the semiconductor crystal with a dielectric multilayer film to make the sloped surface a semi-transmissive surface.
【請求項2】 半導体基板上にて、一方向のマスクによ
り選択結晶成長された、光源として使用される半導体レ
ーザーの波長より大きいバンドギャップを有する材料か
ら成る、上記マスク方向に延びる山形の半導体結晶と、 この山形の半導体結晶の斜面にコーティングされた誘電
多層膜と、 から構成されていることを特徴とする半導体ビームスプ
リッタ。
2. A mountain-shaped semiconductor crystal extending in the mask direction, which is made of a material having a band gap larger than the wavelength of a semiconductor laser used as a light source, which is selectively crystal-grown on a semiconductor substrate by a mask in one direction. And a dielectric multi-layer film coated on the slope of this mountain-shaped semiconductor crystal, and a semiconductor beam splitter.
【請求項3】 前記半導体基板上にて、上記山形の半導
体結晶に近接して、半導体レーザーが形成されているこ
とを特徴とする、請求項2に記載の半導体ビームスプリ
ッタ。
3. The semiconductor beam splitter according to claim 2, wherein a semiconductor laser is formed on the semiconductor substrate in the vicinity of the chevron-shaped semiconductor crystal.
【請求項4】 前記半導体基板上に、光検出素子が形成
されており、その上から、上記山形の半導体結晶が形成
されていることを特徴とする、請求項2に記載の半導体
ビームスプリッタ。
4. The semiconductor beam splitter according to claim 2, wherein a photodetecting element is formed on the semiconductor substrate, and the chevron-shaped semiconductor crystal is formed thereon.
【請求項5】 半導体基板の表面である(100)面
に、[001]方向に延びるマスクにより、エピタキシ
ャル成長された、光源として使用される半導体レーザー
の波長より大きいバンドギャップを有する材料から成
る、上記マスク方向に延びる山形の半導体結晶と、 この山形の半導体結晶の基板(100)面に対して45
度の角度をなす(110)及び(1−10)の結晶面に
コーティングされた誘電多層膜と、 から構成されていることを特徴とする半導体ビームスプ
リッタ。
5. A material having a band gap larger than a wavelength of a semiconductor laser used as a light source, which is epitaxially grown on a (100) plane which is a surface of a semiconductor substrate by a mask extending in a [001] direction. A chevron-shaped semiconductor crystal extending in the mask direction, and the chevron-shaped semiconductor crystal with respect to the substrate (100) plane 45
A semiconductor beam splitter, comprising: a dielectric multilayer film coated on (110) and (1-10) crystal planes forming an angle of degrees.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100393215B1 (en) * 2001-02-13 2003-07-31 삼성전자주식회사 Plate type beam splitter and method for manufacturing it and optical pickup apparatus employing it
US7432517B2 (en) 2004-11-19 2008-10-07 Asml Netherlands B.V. Pulse modifier, lithographic apparatus, and device manufacturing method

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