專(zhuān)利名稱(chēng)：受光電路、半導(dǎo)體激光器件和光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于光信息處理、光計(jì)量、光通信、光記錄盤(pán)等的受光電路、半導(dǎo)體激光器件和光拾取裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視廣播錄像等大容量信息記錄介質(zhì)，可以將信息直接寫(xiě)入光盤(pán)介質(zhì)中的所謂記錄型光盤(pán)介質(zhì)日益普及。典型的記錄型光盤(pán)包括一次性可寫(xiě)入的CD-R、DVD-R、以及可反復(fù)擦除/記錄的CD-RW、DVD-RW、DVD-RAM等。
圖7為現(xiàn)有技術(shù)的光拾取裝置的示意圖，其中圖7A為整體結(jié)構(gòu)，圖7B為包括LD功率監(jiān)測(cè)用光電二極管4和LD功率監(jiān)測(cè)用光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器5的LD功率監(jiān)測(cè)用受光電路100的結(jié)構(gòu)示意圖(例如參照特開(kāi)平11-41036號(hào)公報(bào))。
圖7中，1為半導(dǎo)體激光二極管(下面稱(chēng)為L(zhǎng)D)，2a、2b、2c和2d為透鏡，3a和3b為光束分裂器，4為L(zhǎng)D功率監(jiān)測(cè)用光電二極管，5為L(zhǎng)D功率監(jiān)測(cè)用光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器(下面稱(chēng)為I-V放大器)，6為執(zhí)行單元(actuator)，7為光盤(pán)，8為跟蹤伺服控制用光電二極管(PD)，9為會(huì)聚伺服控制用光電二極管(PD)，10為跟蹤伺服控制用光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器，11為會(huì)聚伺服控制用光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器，12為激光器驅(qū)動(dòng)電路，13為反饋電阻。
圖7中，I-V放大器5、10和11為一級(jí)放大器結(jié)構(gòu)，但也可以在I-V放大器后面再任意連接多級(jí)的放大器。
在圖7所示的光拾取裝置中，必須正確地控制發(fā)光功率，以便以分別與再生/記錄/擦除模式相對(duì)應(yīng)的發(fā)光功率作為用于光盤(pán)7的再生/記錄/擦除的半導(dǎo)體激光二極管1的發(fā)光功率來(lái)穩(wěn)定地進(jìn)行發(fā)光。
在圖7所示的光拾取裝置中，由LD1射出的光由光束分裂器3a進(jìn)行分路，并由LD功率監(jiān)測(cè)用光電二極管4進(jìn)行接收，作為該LD功率監(jiān)測(cè)用光電二極管4的輸出的光電流由LD功率監(jiān)測(cè)用光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器5轉(zhuǎn)換為電壓輸出，通過(guò)APC(自動(dòng)功率控制)電路使該電壓輸出固定，并對(duì)激光器驅(qū)動(dòng)電路12施加反饋控制，據(jù)此，以LD1的發(fā)光功率固定不變的方式進(jìn)行控制。
在該結(jié)構(gòu)中，雖然具有用于檢測(cè)LD功率的專(zhuān)用的LD功率監(jiān)測(cè)用光電二極管(下面將光電二極管簡(jiǎn)記為PD)4，但也存在兼具用于監(jiān)測(cè)LD功率的功能、會(huì)聚伺服控制用PD9或者跟蹤伺服控制用PD8的功能的光拾取裝置。
然而，上述的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在如下的問(wèn)題。
即使由LD1事實(shí)上輸出了所期望的固定發(fā)光功率，在受光電路100具有溫度系數(shù)的情況下，放大器5的輸出電壓也會(huì)根據(jù)外部等的溫度變化而變化，APC電路會(huì)隨著該變化對(duì)LD驅(qū)動(dòng)電路12進(jìn)行反饋控制，因此實(shí)際上將導(dǎo)致LD1的發(fā)光功率發(fā)生變化。
這樣，由于受光電路100的輸出特性具有溫度依賴(lài)性，而實(shí)際上與LD1的發(fā)光功率是否以所期望的發(fā)光功率正確地進(jìn)行發(fā)光無(wú)關(guān)，故為了以不同于所期望功率的功率進(jìn)行發(fā)光而往往施加了反饋。
象這樣，當(dāng)為了以不同于所期望功率的功率進(jìn)行發(fā)光而施加反饋時(shí)，則例如受光電路100的輸出具有負(fù)溫度系數(shù)而與再生無(wú)關(guān)，此時(shí)，在溫度升高的情況下，向APC電路施加反饋以使LD1的發(fā)光功率升高，實(shí)質(zhì)上，LD1的發(fā)光功率升高，導(dǎo)致在光盤(pán)上記錄錯(cuò)誤的信息、或者擦除反復(fù)記錄的對(duì)應(yīng)光盤(pán)等上的信息。
相反，當(dāng)受光電路100的輸出與記錄無(wú)關(guān)地具有負(fù)溫度系數(shù)時(shí)，則在溫度升高的情況下，向APC電路施加反饋以降低LD1的發(fā)光功率，實(shí)質(zhì)上造成LD1的發(fā)光功率下降，無(wú)法獲得將信息記錄在光盤(pán)所需的功率，從而造成無(wú)法記錄的問(wèn)題。
為了不引起上述問(wèn)題，受光電路100的輸出電壓最好具有相對(duì)于溫度不發(fā)生變化、即相對(duì)于溫度較平緩的特性。
象這樣，近年來(lái)隨著記錄型光盤(pán)介質(zhì)的普及，受光電路100的輸出電壓無(wú)溫度依賴(lài)性也成為光拾取裝置中不可缺少的技術(shù)。
下面就現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
在現(xiàn)有技術(shù)中，為了使受光電路100的溫度系數(shù)較平緩，而對(duì)I-V放大器5的輸出電壓的溫度系數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。
這樣，由于I-V放大器5的輸出電壓的溫度系數(shù)大致是由決定I-V放大器5的增益之反饋電阻13的溫度系數(shù)來(lái)決定的，所以為了調(diào)整I-V放大器5的輸出電壓的溫度系數(shù)，必須采取調(diào)整反饋電阻13的溫度系數(shù)等措施。
通常，為了改變I-V放大器5的反饋電阻13的溫度系數(shù)，必須改變形成反饋電阻13的材料。在此，當(dāng)例如在半導(dǎo)體芯片內(nèi)形成電阻時(shí)，反饋電阻13的種類(lèi)包括通過(guò)在半導(dǎo)體襯底中擴(kuò)散雜質(zhì)而形成的擴(kuò)散電阻、或通過(guò)在半導(dǎo)體襯底表面形成多晶硅而形成的多晶硅電阻等。
為了改變這些反饋電阻的溫度系數(shù)，必須改變所擴(kuò)散的雜質(zhì)的材料、以及多晶硅等材料。另外，還可以將兩種或兩種以上的由溫度系數(shù)不同的材料所形成的電阻組合起來(lái)，通過(guò)電阻的組合來(lái)調(diào)整溫度系數(shù)。
利用圖8簡(jiǎn)單地說(shuō)明通過(guò)象上述那樣調(diào)整反饋電阻13的溫度系數(shù)來(lái)調(diào)整受光電路100的輸出電壓Vo的溫度系數(shù)的情況。
圖8A所示為受光電路100的輸出電壓Vo調(diào)整前的溫度系數(shù)，圖中所示的溫度系數(shù)是一個(gè)例子。
圖8A中的縱軸為以溫度為-10℃時(shí)的輸出電壓進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的各溫度下的輸出電壓Vo的變化率。
在圖8A所示的例子中，輸出電壓Vo的溫度系數(shù)具有輸出電壓隨溫度的升高而減小的所謂負(fù)溫度系數(shù)，輸出電壓Vo在溫度范圍為-10℃～70℃的范圍內(nèi)變化約-3％。
輸出電壓Vo具有如圖8A所示的溫度系數(shù)，此時(shí)反饋電阻13的電阻值的溫度系數(shù)具有例如圖8B所示的特性。
圖8B中的縱軸為以溫度為-10℃時(shí)的電阻值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的各溫度下的電阻值的變化率。
通常，如圖8B所示，反饋電阻13的溫度系數(shù)相對(duì)于溫度成線性變化，對(duì)溫度變化的斜率通常由形成該電阻的材料來(lái)決定。在本例的情況下，反饋電阻13具有在-10℃～70℃的范圍內(nèi)電阻值變化約-2％的溫度系數(shù)。
當(dāng)監(jiān)測(cè)LD的輸出并確定監(jiān)測(cè)輸出的系統(tǒng)采用上述結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)受光電路100的輸出電壓Vo的溫度系數(shù)進(jìn)行調(diào)整以使其對(duì)溫度變化變得平緩。
調(diào)整了溫度系數(shù)之后的輸出電壓Vo的溫度依賴(lài)性如圖8C所示。在圖8C中，表示了相對(duì)于調(diào)整之前的受光電路100的輸出電壓Vo的溫度系數(shù)(虛線)，表觀上以溫度為-10℃的輸出為基點(diǎn)，將溫度系數(shù)的斜率逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并調(diào)整θ°角度之后(實(shí)線)的情形。
此時(shí)，調(diào)整后輸出電壓Vo的變化在溫度范圍為-10℃～70℃的范圍內(nèi)被抑制在約1％或更低。通常，如圖8C所示，表觀上，當(dāng)希望將輸出電壓Vo的溫度系數(shù)旋轉(zhuǎn)θ°角度時(shí)，可以通過(guò)使反饋電阻13的溫度系數(shù)如圖8D所示那樣相對(duì)于調(diào)整之前(虛線)旋轉(zhuǎn)θ°角度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了將輸出電壓的溫度系數(shù)抑制在1％以?xún)?nèi)，必須如圖8D所示，作為反饋電阻13的溫度系數(shù)的斜率，在溫度范圍為-10℃～70℃的范圍內(nèi)電阻值的變化必須約為1％左右。
但是，如上所述，為了改變反饋電阻13的溫度系數(shù)的斜率，必須改變形成反饋電阻13的材料本身，如果不改變調(diào)整前和調(diào)整后形成電阻的材料就無(wú)法實(shí)現(xiàn)，無(wú)法容易地改變反饋電阻的溫度系數(shù)。
如上所述，為了改變反饋電阻13的溫度系數(shù)，必須對(duì)反饋電阻13的材料本身進(jìn)行選擇和修改，因此對(duì)I-V放大器5的溫度系數(shù)進(jìn)行調(diào)整和控制并非易事，較困難。
當(dāng)在半導(dǎo)體芯片內(nèi)形成反饋電阻13時(shí)，隨著材料的改變，必須同時(shí)改變制造半導(dǎo)體的工藝條件，故不容易改變反饋電阻13，難以調(diào)整I-V放大器的溫度系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有問(wèn)題而提出的，提供一種能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)防止因環(huán)境溫度的變化所造成的受光電路的輸出變化的受光電路、半導(dǎo)體激光器件和光拾取裝置。
本發(fā)明的概要是，不改變反饋電阻本來(lái)的材料，通過(guò)控制形成在PD上的保護(hù)膜的膜厚以使受光電路的溫度系數(shù)變得平緩，從而能夠比像現(xiàn)有技術(shù)那樣通過(guò)改變形成反饋電阻的材料來(lái)改善溫度系數(shù)更容易地改善溫度系數(shù)，并僅僅通過(guò)對(duì)保護(hù)膜的膜厚進(jìn)行設(shè)計(jì)就可以任意地控制系統(tǒng)的溫度系數(shù)。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的受光電路包括受光部分、和對(duì)由上述受光部分進(jìn)行光電變換后的光電流進(jìn)行放大的光電流-電壓變換放大器，在受光部分上形成有保護(hù)膜，保護(hù)膜具有保護(hù)膜的透射率隨透射光的波長(zhǎng)變化而變化的溫度系數(shù)，光電流-電壓變換放大器上連接有與增益相關(guān)的反饋電阻，反饋電阻具有隨著溫度變化而變化的電阻溫度系數(shù)，對(duì)透射率的溫度系數(shù)和電阻的溫度系數(shù)進(jìn)行設(shè)定以使光電流-電壓變換放大器的輸出電壓相對(duì)于溫度變化大致固定。
根據(jù)本發(fā)明的受光電路，由于僅改變受光元件上的保護(hù)膜等的厚度即可以較容易地調(diào)整和改變輸出電壓的溫度系數(shù)，故以伴隨著光波長(zhǎng)隨環(huán)境溫度變化而發(fā)生偏移的保護(hù)膜等的光透射率的溫度依賴(lài)性來(lái)對(duì)反饋電阻的電阻值的溫度依賴(lài)性進(jìn)行補(bǔ)償，從而可以簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)能夠防止因溫度變化而造成的輸出變化的高性能的受光放大電路。
本發(fā)明的另一種受光電路包括受光部分、和對(duì)由上述受光部分光電變換后的光電流進(jìn)行放大的光電流-電壓變換放大器，在受光部分上形成有透光性部件，該透光性部件具有該透光性部件的透射率隨透射光的波長(zhǎng)變化而變化的溫度系數(shù)，光電流-電壓變換放大器上連接有與增益相關(guān)的反饋電阻，反饋電阻具有隨著溫度變化而變化的電阻溫度系數(shù)，對(duì)透射率的溫度系數(shù)和電阻的溫度系數(shù)進(jìn)行設(shè)定以使光電流-電壓變換放大器的輸出電壓相對(duì)于溫度變化大致固定。
受光部分和光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器優(yōu)選形成在同一個(gè)半導(dǎo)體襯底上。
受光部分和光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器優(yōu)選容納在同一個(gè)封裝內(nèi)。
在封裝中，至少在光所入射的部分上設(shè)置有透光性部件。
本發(fā)明的另一種受光電路包括受光部分、和對(duì)由上述受光部分光電變換后的光電流進(jìn)行放大的光電流-電壓變換放大器，在上述受光部分上形成有保護(hù)膜并配置了透光性部件，上述保護(hù)膜和上述透光性部件分別具有透射率隨透射光的波長(zhǎng)變化而變化的溫度系數(shù)，光電流-電壓變換放大器上連接有與增益相關(guān)的反饋電阻，所述反饋電阻具有隨著溫度變化而變化的電阻溫度系數(shù)，對(duì)上述保護(hù)膜和上述透光性部件的上述透射率的溫度系數(shù)和上述電阻的溫度系數(shù)進(jìn)行設(shè)定以便使光電流-電壓變換放大器的輸出電壓相對(duì)于溫度變化大致固定。
本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件包括半導(dǎo)體激光二極管和上述受光電路，其中受光電路監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
本發(fā)明的光拾取裝置包括本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件、和接收從半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上所反射的反射光的受光部分。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施方式的受光電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2A是本發(fā)明第1實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的傾向的、受光部分上的保護(hù)膜之透射率的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖2B是本發(fā)明第1實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的傾向的、上述透射率隨保護(hù)膜厚度變化而變化的示意圖。
圖2C是本發(fā)明第1實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的傾向的、受光電路的輸出電壓的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖2D是本發(fā)明第1實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的傾向的、調(diào)整了保護(hù)膜厚度后的透射率的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖2E是本發(fā)明第1實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的傾向的、調(diào)整了保護(hù)膜后的輸出電壓的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖3A是本發(fā)明第1實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、反饋電阻的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖3B是本發(fā)明第1實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、保護(hù)膜的透射率的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖3C是本發(fā)明第1實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、受光電路的輸出電壓的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖3D是本發(fā)明第1實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、調(diào)整了保護(hù)膜厚度的透射率的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖3E是本發(fā)明第1實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、調(diào)整了保護(hù)膜厚度之后的輸出電壓的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖4A是本發(fā)明第2實(shí)施方式的受光電路的結(jié)構(gòu)示意圖，是受光部分上沒(méi)有保護(hù)膜的情形。
圖4B是本發(fā)明第2實(shí)施方式的受光電路的結(jié)構(gòu)示意圖，受光部分上有保護(hù)膜的情形。
圖4C是本發(fā)明第2實(shí)施方式的受光電路的結(jié)構(gòu)示意圖，是透光性部件涂敷在玻璃板上的情形。
圖5A是本發(fā)明第2實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、反饋電阻的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖5B是本發(fā)明第2實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、保護(hù)膜的透射率的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖5C是本發(fā)明第2實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、受光電路的輸出電壓的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖5D是本發(fā)明第2實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、調(diào)整了涂層的膜厚之后的透射率的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖5E是本發(fā)明第2實(shí)施方式中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的傾向的、調(diào)整了涂層的膜厚之后的輸出電壓的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖6是本發(fā)明第3實(shí)施方式的受光電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7A是現(xiàn)有技術(shù)的光拾取裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7B是LD功率監(jiān)測(cè)用受光電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8A是現(xiàn)有技術(shù)中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、受光電路的輸出電壓的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖8B是現(xiàn)有技術(shù)中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、反饋電阻的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖8C是現(xiàn)有技術(shù)中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、調(diào)整后的受光電路的輸出電壓的溫度依賴(lài)性的示意圖。
圖8D是現(xiàn)有技術(shù)中作為各參數(shù)的溫度依賴(lài)性的、調(diào)整后的反饋電阻的溫度依賴(lài)性的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面利用

本發(fā)明的實(shí)施方式。
實(shí)施方式1圖1是本發(fā)明第1實(shí)施方式的受光電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中，4是LD功率監(jiān)測(cè)用光電二極管，5是LD功率監(jiān)測(cè)用光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器(I-V放大器)，13是反饋電阻，14是p型半導(dǎo)體襯底，15是n型擴(kuò)散區(qū)，16是受光部分，17a和17b是襯底保護(hù)膜，18是射向LD功率監(jiān)測(cè)用光電二極管4的入射光，19是受光部分保護(hù)膜。
另外，p型半導(dǎo)體襯底14和n型擴(kuò)散區(qū)15也可以是n半導(dǎo)體襯底和p型擴(kuò)散區(qū)的組合，受光部分16的構(gòu)造也不特別限于本實(shí)施方式。
射向LD功率監(jiān)測(cè)用光電二極管4的入射光18是從半導(dǎo)體激光二極管LD(未圖示)所射出的。通常，LD與LD功率監(jiān)測(cè)用光電二極管4等容納于同一個(gè)框架內(nèi)，相對(duì)于周?chē)鷾囟鹊淖兓艿酵瑯拥挠绊憽?br> 當(dāng)周?chē)鷾囟茸兓瘯r(shí)，通常會(huì)引起LD所射出的光的波長(zhǎng)變化。
作為一個(gè)例子，當(dāng)射出藍(lán)紫色光的LD的周?chē)鷾囟葟?10℃變化到75℃時(shí)，波長(zhǎng)有時(shí)從400nm變化到415nm。
這時(shí)，如圖1所示那樣，在受光部分16上形成有保護(hù)膜19的情況下，隨著因溫度變化所導(dǎo)致的波長(zhǎng)變化，從表觀上看，光的透射率發(fā)生變化。
本發(fā)明利用了這一現(xiàn)象，使受光電路的輸出的溫度依賴(lài)性變得平緩。下面，利用圖2A～2E來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的基本原理。
圖2A所示是保護(hù)膜19的透射率的溫度依賴(lài)性，其中所示為使用了藍(lán)紫色LD的例子。在圖2A的橫軸上同時(shí)表示了溫度和該溫度下LD的波長(zhǎng)。另外，光透射率以溫度為-10℃時(shí)的透射率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。因此，圖2A、2B、2D的透射率均為根據(jù)上述條件而標(biāo)準(zhǔn)化后的透射率。下述的圖3B、3D和圖5A、5B、5D的透射率也與圖2A、2B、2D的透射率相同。
這樣，在光拾取系統(tǒng)內(nèi)，波長(zhǎng)隨溫度變化而變化，因此發(fā)生了通過(guò)保護(hù)膜19的光的透射率隨溫度而變化的現(xiàn)象。
另外可知，當(dāng)保護(hù)膜19的膜厚變厚或變薄時(shí)，光的透射率會(huì)發(fā)生變化，圖2B所示為根據(jù)膜厚的不同光的透射率隨波長(zhǎng)變化而變化時(shí)的例子。通常，如此處的圖所示，保護(hù)膜19的膜厚越厚透射率對(duì)波長(zhǎng)變化越敏感。
本發(fā)明利用了這一現(xiàn)象，使與受光電路的響應(yīng)相關(guān)的溫度依賴(lài)性變得平緩。
總之，如上所述，由于保護(hù)膜19的表觀上的透射率隨環(huán)境溫度的變化而變化，所以入射到受光部分16的入射光18的光量發(fā)生變化，即作為向I-V放大器5的輸入的光電流發(fā)生變化，因此，I-V放大器5的輸出電壓Vo表觀上也隨溫度而變化。
因此，為了改變I-V放大器5的輸出電壓Vo的溫度系數(shù)，通過(guò)調(diào)整保護(hù)膜19的膜厚來(lái)使透射率的溫度變化隨著膜厚不同而有所不同，從而表觀上可以任意地調(diào)整I-V放大器5的輸出電壓的溫度系數(shù)。
圖2C所示為圖1所示的受光電路之調(diào)整前的輸出電壓Vo的溫度依賴(lài)性。此處的輸出電壓以溫度為-10℃時(shí)的透射率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
如圖2C所示，輸出電壓在溫度范圍為-10℃～70℃的范圍內(nèi)變化約-3％。這樣，如圖2D所示，將保護(hù)膜的膜厚設(shè)定得厚于調(diào)整前的膜厚以使透射率的溫度變化表觀上旋轉(zhuǎn)θ°角度。此時(shí)的I-V放大器5的溫度系數(shù)如圖2E所示。
根據(jù)本實(shí)施方式，如圖2B所示，利用透射率的溫度變化的斜率隨著膜厚而變化這一現(xiàn)象，如圖2D所示，當(dāng)改變保護(hù)膜的膜厚，使透射率的溫度變化表觀上旋轉(zhuǎn)θ°角度時(shí)，I-V放大器5的溫度系數(shù)也變化θ°角度，由此使I-V放大器5的溫度系數(shù)變得平緩。
圖2E示出了調(diào)整前的輸出電壓Vo的溫度變化約為-3％，而調(diào)整后改善為約-0.5％的例子。
這樣，如果預(yù)先掌握受光部分16上的保護(hù)膜19的透光率的溫度依賴(lài)性，以抵消I-V放大器5的輸出的溫度依賴(lài)性的方式來(lái)設(shè)定保護(hù)膜19的膜厚，就可以消除環(huán)境溫度對(duì)受光電路的輸出的影響，從而可以使半導(dǎo)體激光二極管LD的輸出穩(wěn)定。其結(jié)果是，使用了這些部件的光拾取裝置的記錄/再生等不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作，從而獲得高可靠性。
另外，雖然沒(méi)有說(shuō)明受光部分保護(hù)膜19的結(jié)構(gòu)，但其既可以是單層的也可以是多個(gè)層層積起來(lái)的層積結(jié)構(gòu)。在層積結(jié)構(gòu)的情況下，通過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合各層的膜厚，就可以任意地調(diào)整I-V放大器5的溫度系數(shù)。
圖3所示是本實(shí)施方式的具體例。
在本具體例中，溫度變化的范圍為-10℃～70℃，使用所謂的藍(lán)紫色激光作為入射光，在上述變化的范圍內(nèi)激光的波長(zhǎng)在400nm～415nm的范圍內(nèi)變化。
圖3A所示為使用溫度系數(shù)約為-250ppm/℃的多晶硅電阻作為圖1所示的反饋電阻13時(shí)電阻值的溫度依賴(lài)性。其中電阻值以溫度為-10℃時(shí)的電阻值進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。
在如圖3A所示的情況下，反饋電阻13的電阻值在環(huán)境溫度為-10℃～70℃的范圍內(nèi)變化約-2％。
另一方面，圖3B表示受光部分16上的保護(hù)膜19的透射率的溫度依賴(lài)性。此處，保護(hù)膜19的結(jié)構(gòu)是在諸如p型半導(dǎo)體襯底14例如p型硅襯底的表面上形成厚約6nm的氧化硅(SiO2)膜，進(jìn)一步在其上形成膜厚約為36nm的氮化硅(SiN)膜的2層結(jié)構(gòu)。另外，透射率以-10℃時(shí)的透射率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
在如圖3B所示的情況下，保護(hù)膜19的透射率在環(huán)境溫度為-10℃～70℃的范圍內(nèi)變化約-1％。
圖3C所示是包括具有如圖3A和圖3B所示特性的反饋電阻13和保護(hù)膜19的受光電路的輸出電壓Vo的溫度依賴(lài)性。輸出電壓以溫度為-10℃時(shí)的輸出進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。
由圖3C所示，在環(huán)境溫度為-10℃～70℃的范圍內(nèi)，輸出電壓Vo變化約-3％，這是圖3A和圖3B所示的電阻值和透射率的溫度變化之和。
此處，試圖使受光部分保護(hù)膜19的結(jié)構(gòu)為將SiO2的膜厚固定而僅使SiN的膜厚為約44nm來(lái)調(diào)整透射率。圖3D所示為此時(shí)的保護(hù)膜19的透射率的溫度依賴(lài)性。由此可知，調(diào)整前的保護(hù)膜透射率在-10℃～70℃的范圍內(nèi)變化約-1％，而在調(diào)整后變化約+1.5％。
圖3E所示為如上所述地調(diào)整了保護(hù)膜19的膜厚之后的輸出電壓Vo的溫度依賴(lài)性。從中可知，調(diào)整前的輸出電壓在-10℃～70℃的范圍內(nèi)變化約-3％，而在調(diào)整后可以將該變化抑制為約-0.5％。
根據(jù)上述的本實(shí)施方式，可以以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)抑制因環(huán)境溫度的變化所導(dǎo)致的LD功率監(jiān)測(cè)用受光電路的輸出變化，據(jù)此可以使LD的輸出穩(wěn)定。
如果將本實(shí)施方式的受光電路與LD一起使用，就可以實(shí)現(xiàn)抑制了因環(huán)境溫度的變化而導(dǎo)致的輸出變化的高性能半導(dǎo)體激光器件。另外，如果應(yīng)用于如圖7所示的光拾取裝置，就可以防止因環(huán)境溫度的變化而導(dǎo)致的誤動(dòng)作，大幅度地提高可靠性。在圖7中，光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器5、10和11是由I-V放大器所構(gòu)成的一級(jí)放大器結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于這種放大器結(jié)構(gòu)，即使在這些I-V放大器的后面還可以再任意連接多級(jí)的放大器，本發(fā)明也獲得相同的效果。
實(shí)施方式2圖4A～4C所示是本發(fā)明第2實(shí)施方式的受光電路的結(jié)構(gòu)圖，其中圖4A是受光部分上沒(méi)有保護(hù)膜的情形，圖4B是受光部分上有保護(hù)膜的情形，圖4C是相對(duì)于圖4A的結(jié)構(gòu)在玻璃板上涂敷了透光性部件的情形。
在圖4A～4C中，20為由透光性物質(zhì)所形成的透光性部件，21為玻璃基板，而其他與圖1相同的組成部分采用與圖1相同的符號(hào)表示，其說(shuō)明從略。
本實(shí)施方式的特征是，在受光部分16的上部配置有透光性部件20。入射光18經(jīng)該透光性部件20入射到受光部分16。作為透光性部件20，例如可以是透光濾光器、或者是防反射膜用涂層，該防反射膜用涂層形成在配置于入射光18入射到受光部分16之前所通過(guò)的光軸上的透鏡等的表面上。
透光性部件20與第1實(shí)施方式所示的保護(hù)膜19具有相同的功能。即，通過(guò)透光性部件20的入射光18的波長(zhǎng)隨著溫度變化而發(fā)生變化，并且隨著該透光性部件20的膜厚和波長(zhǎng)變化，透光性部件20的透射率如圖2A所示那樣變化，據(jù)此，入射到受光部分16的入射光18的光量發(fā)生變化，表觀上I-V放大器5的輸入發(fā)生變化，輸出電壓Vo隨著溫度變化而發(fā)生變化。
與第1實(shí)施方式相同，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)該透光性部件20的膜厚來(lái)使輸出電壓Vo進(jìn)行期望的溫度變化。任意調(diào)整輸出電壓Vo的溫度變化的原理與第1實(shí)施方式完全相同，故其詳細(xì)說(shuō)明從略。
如圖4B所示，在兼具保護(hù)膜19和使光透過(guò)的透光性部件20的情況下，通過(guò)適當(dāng)?shù)貙?duì)保護(hù)膜19或透光性部件20的相互的膜厚進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，從而也可以調(diào)整輸出電壓Vo的溫度系數(shù)。此處，保護(hù)膜19的材料與透光性部件20的材料不必相同，本發(fā)明并不根據(jù)二者的材料而被特殊限制。
這樣，在本實(shí)施方式中，入射光18的波長(zhǎng)隨溫度變化而變化，其結(jié)果是，如果在入射光18所通過(guò)的光軸上至少配置一個(gè)或者一個(gè)以上對(duì)物質(zhì)的透射率發(fā)生變化的材料所形成的透光性部件20，就可以獲得如上所述的調(diào)整輸出電壓的溫度系數(shù)的效果。
此處，利用圖4C和圖5A～5E，說(shuō)明對(duì)輸出電壓Vo等的溫度依賴(lài)性進(jìn)行調(diào)整的具體例子。在本具體例子中，溫度變化的范圍、所使用的LD及其波長(zhǎng)變化量與第1實(shí)施方式的具體例子相同。
在圖4C中，透光性部件20是使用氟化鎂，并將其涂敷在硼硅酸玻璃構(gòu)成的玻璃板21的表面(光入射的一側(cè))上而形成的。本實(shí)施方式中的氟化鎂的厚度約為190nm。
另外，反饋電阻13的材料和電阻變化的溫度依賴(lài)性與第1實(shí)施方式的情況相同。
圖5A所示是本實(shí)施方式中的反饋電阻的電阻值的溫度依賴(lài)性。其中電阻值是以溫度為-10℃時(shí)的電阻值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的。
在如圖5A所示的情況下，反饋電阻13的電阻值在環(huán)境溫度為-10℃～70℃的范圍內(nèi)變化約-2％。
圖5B所示為涂敷了透光性部件的玻璃板21的透射率的溫度依賴(lài)性。透射率是以-10℃時(shí)的透射率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的。從圖5B可知，在環(huán)境溫度為-10℃～70℃的范圍內(nèi)透射率變化約為-1％。
圖5C所示是包括具有如圖5A和圖5B所示特性的反饋電阻13和玻璃板21的受光電路的輸出電壓Vo的溫度依賴(lài)性。輸出電壓是以-10℃時(shí)的輸出進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的。
由圖5C可知，在環(huán)境溫度為-10℃～70℃的范圍內(nèi)，輸出電壓Vo變化約為-3％，這是圖5A和圖5B所示的電阻值和透射率的溫度變化之和。
此處，試圖使氟化鎂的膜厚約為190nm～405nm來(lái)調(diào)整透射率。圖5D所示是此時(shí)的玻璃板21的透射率的溫度依賴(lài)性。從中可知，調(diào)整前的保護(hù)膜透射率在-10℃～70℃的范圍內(nèi)變化約-1％，而在調(diào)整后變化約+1％。
圖5E所示是如上所述那樣調(diào)整了透光性部件20的膜厚之后的輸出電壓Vo的溫度依賴(lài)性。從中可知，調(diào)整前的輸出電壓在-10℃～70℃的范圍內(nèi)變化約-3％，而在調(diào)整后可以將變化抑制到約-1％。
實(shí)施方式4圖6所示是本發(fā)明第3實(shí)施方式的受光電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6中的22為I-V放大器形成區(qū)域，23為封裝，而其他與圖1和圖4相同的組成部分采用與圖1和圖4A～4C相同的符號(hào)表示，其說(shuō)明從略。
I-V放大器形成區(qū)域22是為了在p型半導(dǎo)體襯底14上形成LD功率監(jiān)測(cè)用光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器(I-V放大器)5的區(qū)域，其特征在于，受光部分16與I-V放大器5形成在同一個(gè)半導(dǎo)體襯底14上。
再者，封裝23是為了保護(hù)p型半導(dǎo)體襯底14不受機(jī)械損傷等而設(shè)置的，在封裝23的上部配置了透光性部件20作為封裝23的蓋。
入射光18從封裝23的上方通過(guò)透光性部件20入射到受光部分16。
根據(jù)本實(shí)施方式，除可以獲得與第1實(shí)施方式和第2實(shí)施方式相同的效果之外，由于受光部分16與I-V放大器5形成在同一個(gè)半導(dǎo)體襯底14上，故可以使器件小型化，并且由于從受光部分向I-V放大器的電流傳輸損耗也隨之減小，故可以構(gòu)成高靈敏度的受光電路。
p型半導(dǎo)體襯底14并不限于此，也可以是其他的半導(dǎo)體襯底。
另外，在圖6中，透光性部件20作為封裝23的蓋而覆蓋了整個(gè)封裝23，但并不一定使整個(gè)蓋都是透光性部件，只要至少使入射光18所通過(guò)的那部分由透光性部件構(gòu)成即可。
此時(shí)，作為透光性部件20，如第2實(shí)施方式所示，既可以使用在表面上涂敷了涂層的玻璃等，也可以在受光部分上形成保護(hù)膜。
在此前的說(shuō)明中，說(shuō)明了LD功率監(jiān)測(cè)用受光電路的輸出的溫度依賴(lài)性變得平緩的例子，但本發(fā)明并不限于用于LD功率監(jiān)測(cè)，即使應(yīng)用于通常的光信息處理、光計(jì)量、光通信等的受光電路中，也可以獲得相同的效果。
本發(fā)明所涉及的受光電路、半導(dǎo)體激光器件和光拾取裝置可以抑制環(huán)境溫度的變化造成的輸出變化，適用于DVD或者CD等記錄和/或再生等所使用的受光電路、半導(dǎo)體激光器件和光拾取裝置等。
權(quán)利要求
1.一種受光電路，包括受光部分、對(duì)由所述受光部分光電變換后的光電流進(jìn)行放大的光電流-電壓變換放大器，在所述受光部分上形成有保護(hù)膜，所述保護(hù)膜具有所述保護(hù)膜的透射率隨透射光的波長(zhǎng)變化而變化的溫度系數(shù)，所述光電流-電壓變換放大器上連接有與增益相關(guān)的反饋電阻，該反饋電阻具有隨著溫度變化而變化的電阻溫度系數(shù)，對(duì)所述透射率的溫度系數(shù)和所述電阻的溫度系數(shù)進(jìn)行設(shè)定以使所述光電流-電壓變換放大器的輸出電壓相對(duì)于溫度變化大致固定。
2.一種受光電路，包括受光部分、對(duì)由所述受光部分光電變換后的光電流進(jìn)行放大的光電流-電壓變換放大器，在所述受光部分上配置有透光性部件，所述透光性部件具有所述透光性部件的透射率隨透射光的波長(zhǎng)變化而變化的溫度系數(shù)，所述光電流-電壓變換放大器上連接有與增益相關(guān)的反饋電阻，所述反饋電阻具有隨著溫度變化而變化的電阻溫度系數(shù)，對(duì)所述透射率的溫度系數(shù)和所述電阻的溫度系數(shù)進(jìn)行設(shè)定以使所述光電流-電壓變換放大器的輸出電壓相對(duì)于溫度變化大致固定。
3.權(quán)利要求1所述的受光電路，其中，受光部分與光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器形成在同一個(gè)半導(dǎo)體襯底上。
4.權(quán)利要求2所述的受光電路，其中，受光部分與光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器形成在同一個(gè)半導(dǎo)體襯底上。
5.權(quán)利要求1所述的受光電路，其中，受光部分與光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器容納在同一個(gè)封裝內(nèi)。
6.權(quán)利要求2所述的受光電路，其中，受光部分與光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器容納在同一個(gè)封裝內(nèi)。
7.權(quán)利要求3所述的受光電路，其中，受光部分與光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器容納在同一個(gè)封裝內(nèi)。
8.權(quán)利要求4所述的受光電路，其中，受光部分與光電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器容納在同一個(gè)封裝內(nèi)。
9.權(quán)利要求5所述的受光電路，其中，至少在封裝的光入射部分上配置有透光性部件。
10.權(quán)利要求6所述的受光電路，其中，至少在封裝的光入射部分上配置有透光性部件。
11.權(quán)利要求7所述的受光電路，其中，至少在封裝的光入射部分上配置有透光性部件。
12.權(quán)利要求8所述的受光電路，其中，至少在封裝的光入射部分上配置有透光性部件。
13.一種受光電路，包括受光部分、對(duì)由所述受光部分光電變換后的光電流進(jìn)行放大的光電流-電壓變換放大器，在所述受光部分上形成有保護(hù)膜并配置了透光性部件，所述保護(hù)膜和所述透光性部件分別具有透射率隨透射光的波長(zhǎng)變化而變化的溫度系數(shù)，所述光電流-電壓變換放大器上連接有與增益相關(guān)的反饋電阻，所述反饋電阻具有隨著溫度變化而變化的電阻溫度系數(shù)，對(duì)所述保護(hù)膜和所述透光性部件的所述透射率的溫度系數(shù)和所述電阻的溫度系數(shù)進(jìn)行設(shè)定以使所述光電流-電壓變換放大器的輸出電壓相對(duì)于溫度變化大致固定。
14.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求1所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
15.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求2所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
16.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求3所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
17.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求4所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
18.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求5所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
19.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求6所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
20.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求7所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
21.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求8所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
22.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求9所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
23.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求10所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
24.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求11所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
25.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求12所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
26.一種具有半導(dǎo)體激光二極管和權(quán)利要求13所述的受光電路的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，所述受光電路監(jiān)測(cè)所述半導(dǎo)體激光二極管的輸出。
27.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
28.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
29.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
30.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
31.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
32.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
33.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
34.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
35.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
36.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
37.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
38.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
39.一種光拾取裝置，包括權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體激光器件、和接收從所述半導(dǎo)體激光器件射出的光在記錄介質(zhì)上發(fā)生反射的反射光的受光部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以簡(jiǎn)便的結(jié)構(gòu)來(lái)防止因環(huán)境溫度的變化所造成的受光電路的輸出變化的受光電路。上述受光電路包括LD功率監(jiān)測(cè)用光電二極管(4)、和連接有反饋電阻(13)的I－V放大器(5)，光電二極管(4)的受光部分(16)上覆蓋有保護(hù)膜(19)。進(jìn)行設(shè)定以便使伴隨激光的波長(zhǎng)隨環(huán)境溫度變化而發(fā)生偏移的保護(hù)膜(19)的光透射率的溫度依賴(lài)性與反饋電阻(13)的電阻值的溫度依賴(lài)性相互補(bǔ)償，從而使受光電路的輸出電壓相對(duì)于溫度變化固定。
文檔編號(hào)H01S5/00GK1848459SQ20061005915
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月13日
發(fā)明者志水雄三, 安川久忠, 濱口真一, 今泉憲二, 宮本伸一, 黑巖洋佑 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社