JP2000077778A - 光半導体装置 - Google Patents
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06226—Modulation at ultra-high frequencies
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光半導体装置の広帯域化を図ること。
【解決手段】 基板１と、基板１上に載置された光導波
体３と、基板１上の光導波体３の光入射側に形成された
接地電極層４２と接地電極層４２上に活性層２ａを下側
にして配設された光半導体素子２と、基板１上に配設さ
れ、上面にマイクロ波信号入力用の線状導電層４１を形
成した誘電体層５とから成り、線状導電層４１が活性層
２ａの背面側電極２ｂに接続されていることを特徴とす
る光半導体装置Ｍ１とする。
体３と、基板１上の光導波体３の光入射側に形成された
接地電極層４２と接地電極層４２上に活性層２ａを下側
にして配設された光半導体素子２と、基板１上に配設さ
れ、上面にマイクロ波信号入力用の線状導電層４１を形
成した誘電体層５とから成り、線状導電層４１が活性層
２ａの背面側電極２ｂに接続されていることを特徴とす
る光半導体装置Ｍ１とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば２．５ＧＨ
ｚ以上の広帯域の光ファイバー通信システムに使用され
る光半導体装置に関する。
ｚ以上の広帯域の光ファイバー通信システムに使用され
る光半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＣＡＴＶ，公衆通信の分野におい
て、光ファイバー通信の実用化が始まっている。従来よ
り、高速，高信頼性の光半導体モジュールが同軸型ある
いはDual-inline 型と呼ばれるモジュール構造で実現さ
れており、これらは主に幹線系と呼ばれる領域ですでに
実用化されている。
て、光ファイバー通信の実用化が始まっている。従来よ
り、高速，高信頼性の光半導体モジュールが同軸型ある
いはDual-inline 型と呼ばれるモジュール構造で実現さ
れており、これらは主に幹線系と呼ばれる領域ですでに
実用化されている。
【０００３】これに対し、最近では、Ｓｉ（シリコン）
ベース基板（パッケージ内に載置されるサブマウント、
Ｓｉプラットホームともいう）上で、光半導体素子と光
ファイバを機械的精度のみで高精度に位置決め実装する
技術を用いた光モジュールが盛んに開発されている。こ
れらは主に加入者系と呼ばれる領域での実用化が目標と
されており、小型化，低背化，低コスト化等が要求され
ている。またその一方で、広帯域化が重要な課題となっ
ている。
ベース基板（パッケージ内に載置されるサブマウント、
Ｓｉプラットホームともいう）上で、光半導体素子と光
ファイバを機械的精度のみで高精度に位置決め実装する
技術を用いた光モジュールが盛んに開発されている。こ
れらは主に加入者系と呼ばれる領域での実用化が目標と
されており、小型化，低背化，低コスト化等が要求され
ている。またその一方で、広帯域化が重要な課題となっ
ている。
【０００４】〔従来例１〕従来、光半導体素子として半
導体レーザが配設されたＳｉベース基板上への実装構造
は、図３に示すように、半導体レーザ素子２の活性層が
Ｓｉベース基板１側に位置し、半導体レーザ素子２はそ
の活性層側の電極層４４における所定位置にアライメン
トされ、例えばＡｕＳｎ等の半田で接合されている。ま
た、半導体レーザ素子２の活性層に対して反対側に位置
する面の電極と電極層４３とはワイヤ６で電気的に接続
される。また、光ファイバ３はＶ溝１０上に実装される
ことにより、先に実装された半導体レーザ素子２との間
で機械的に光学的なアライメントが行われる。
導体レーザが配設されたＳｉベース基板上への実装構造
は、図３に示すように、半導体レーザ素子２の活性層が
Ｓｉベース基板１側に位置し、半導体レーザ素子２はそ
の活性層側の電極層４４における所定位置にアライメン
トされ、例えばＡｕＳｎ等の半田で接合されている。ま
た、半導体レーザ素子２の活性層に対して反対側に位置
する面の電極と電極層４３とはワイヤ６で電気的に接続
される。また、光ファイバ３はＶ溝１０上に実装される
ことにより、先に実装された半導体レーザ素子２との間
で機械的に光学的なアライメントが行われる。
【０００５】〔従来例２〕また、Ｓｉベース基板の下面
にグラウンド電極、上面にストリップ線路が形成されて
いわゆるマイクロストリップラインを構成し、このスト
リップ線路の一部に薄膜抵抗が用いられることにより、
負荷とのインピーダンス整合が行われる方法が提案され
ている（例えば、米国特許番号4,937,660 号を参照）。
この方法によれば、インピーダンス整合が負荷の直近の
シリコンベース基板上でなされており、従来例１に比べ
て高周波での損失が小さく、装置が小型化できるという
利点を有する。
にグラウンド電極、上面にストリップ線路が形成されて
いわゆるマイクロストリップラインを構成し、このスト
リップ線路の一部に薄膜抵抗が用いられることにより、
負荷とのインピーダンス整合が行われる方法が提案され
ている（例えば、米国特許番号4,937,660 号を参照）。
この方法によれば、インピーダンス整合が負荷の直近の
シリコンベース基板上でなされており、従来例１に比べ
て高周波での損失が小さく、装置が小型化できるという
利点を有する。
【０００６】なお一般に、半導体レーザ素子等の光半導
体素子のインピーダンスは典型的には５オーム前後と、
信号源および負荷までの伝送線で用いられる５０オーム
あるいは２５オームに比べて低い。そのため、信号源と
負荷とのあいだで、マイクロストリップライン，リアク
タンス素子等の回路部品の適当な組み合わせにより、イ
ンピーダンス整合が行われるのは一般的な技術としてあ
り、本従来例の他にも例えば特開平10-75003号公報にも
記載がある。
体素子のインピーダンスは典型的には５オーム前後と、
信号源および負荷までの伝送線で用いられる５０オーム
あるいは２５オームに比べて低い。そのため、信号源と
負荷とのあいだで、マイクロストリップライン，リアク
タンス素子等の回路部品の適当な組み合わせにより、イ
ンピーダンス整合が行われるのは一般的な技術としてあ
り、本従来例の他にも例えば特開平10-75003号公報にも
記載がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例１では、Ｓｉベース基板上の配線が信号源側のイン
ピーダンスに整合していないため、高周波での反射波に
よる信号波形の劣化が増大するという問題や、Ｓｉの有
する大きな誘電正接のため、高周波で誘電体損失が増大
するという問題がある。また、ワイヤリングの寄生イン
ダクタンスと配線の寄生容量により、帯域内に共振によ
る不要なディップが発生するといった問題もあり、帯域
が大幅に制限される。
来例１では、Ｓｉベース基板上の配線が信号源側のイン
ピーダンスに整合していないため、高周波での反射波に
よる信号波形の劣化が増大するという問題や、Ｓｉの有
する大きな誘電正接のため、高周波で誘電体損失が増大
するという問題がある。また、ワイヤリングの寄生イン
ダクタンスと配線の寄生容量により、帯域内に共振によ
る不要なディップが発生するといった問題もあり、帯域
が大幅に制限される。
【０００８】また、従来例２では、上記従来例１と同様
に、Ｓｉの大きな誘電正接のため、高周波で誘電体損失
が増大するという問題と、ワイヤリングの寄生インダク
タンスと配線の寄生容量により、帯域内に共振による不
要なディップが発生するという問題がある。
に、Ｓｉの大きな誘電正接のため、高周波で誘電体損失
が増大するという問題と、ワイヤリングの寄生インダク
タンスと配線の寄生容量により、帯域内に共振による不
要なディップが発生するという問題がある。
【０００９】そこで本発明は、上記従来の問題に鑑み提
案されたものであり、２．５ＧＨｚ以上の広帯域でも特
性の良好な光半導体装置を提供することを目的とする。
案されたものであり、２．５ＧＨｚ以上の広帯域でも特
性の良好な光半導体装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光半導体装置は、基板と、該基板上に載置
された光導波体と、基板上の前記光導波体の光入射側に
形成された接地電極層と該接地電極層上に活性層を下側
にして配設された光半導体素子と、基板上に配設され、
上面にマイクロ波信号入力用の線状導電層を形成した誘
電体層とから成り、線状導電層が活性層の背面側電極に
接続されていることを特徴とする。
に、本発明の光半導体装置は、基板と、該基板上に載置
された光導波体と、基板上の前記光導波体の光入射側に
形成された接地電極層と該接地電極層上に活性層を下側
にして配設された光半導体素子と、基板上に配設され、
上面にマイクロ波信号入力用の線状導電層を形成した誘
電体層とから成り、線状導電層が活性層の背面側電極に
接続されていることを特徴とする。
【００１１】また特に、誘電体層は誘電正接が０．０１
５以下の材質で形成されていることを特徴とする。
５以下の材質で形成されていることを特徴とする。
【００１２】また、上記光半導体装置の具体的は製造方
法としては、例えば耐エッチング膜をマスクに異方性エ
ッチングにより第１の溝および第２の溝を所望の形状に
パターン形成する工程と、第１の溝を含む領域に下部電
極をパターン形成する工程と、耐エッチング膜および下
部電極をマスクに第１の溝をさらに深く異方性エッチン
グする工程と、誘電体層をパターン形成する工程と、上
部電極をパターン形成する工程とを含むものとする。
法としては、例えば耐エッチング膜をマスクに異方性エ
ッチングにより第１の溝および第２の溝を所望の形状に
パターン形成する工程と、第１の溝を含む領域に下部電
極をパターン形成する工程と、耐エッチング膜および下
部電極をマスクに第１の溝をさらに深く異方性エッチン
グする工程と、誘電体層をパターン形成する工程と、上
部電極をパターン形成する工程とを含むものとする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光半導体装置Ｍ１
の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】図１において、１は不図示のパッケージ内
に収容されるＳｉベース基板、２は光半導体素子である
半導体レーザ、３は光導波体である光ファイバ、４１は
マイクロ波信号入力用の線状導電層である上部電極層、
４２は高周波をシールドする接地電極層である下部電極
層、５は誘電体層、６はワイヤ（リード線）、１０はＶ
溝、１２はＵ溝を示す。また、図中２ａは半導体レーザ
２の活性層であり、光ファイバ３のコア部３ａと略同一
高さに位置して位置決めされている。また、２ｂは半導
体レーザ２の背面側電極、２ｃは活性層電極である。
に収容されるＳｉベース基板、２は光半導体素子である
半導体レーザ、３は光導波体である光ファイバ、４１は
マイクロ波信号入力用の線状導電層である上部電極層、
４２は高周波をシールドする接地電極層である下部電極
層、５は誘電体層、６はワイヤ（リード線）、１０はＶ
溝、１２はＵ溝を示す。また、図中２ａは半導体レーザ
２の活性層であり、光ファイバ３のコア部３ａと略同一
高さに位置して位置決めされている。また、２ｂは半導
体レーザ２の背面側電極、２ｃは活性層電極である。
【００１５】半導体レーザ２は活性層電極２ｃをＳｉベ
ース基板１側に配置し、下部電極層４２上の所定の位置
にアライメントされ、ＡｕＳｎ等の半田で接合される。
また、背面側電極２ｂと上部電極層４１とはワイヤ６で
電気的に接続される。また、光ファイバ３はＶ溝１０上
に実装されることにより、先に実装された半導体レーザ
２との間で機械的に光学的なアライメントが高精度に行
われる。
ース基板１側に配置し、下部電極層４２上の所定の位置
にアライメントされ、ＡｕＳｎ等の半田で接合される。
また、背面側電極２ｂと上部電極層４１とはワイヤ６で
電気的に接続される。また、光ファイバ３はＶ溝１０上
に実装されることにより、先に実装された半導体レーザ
２との間で機械的に光学的なアライメントが高精度に行
われる。
【００１６】上部電極層４１，下部電極層４２，誘電体
層５はマイクロストリップライン４を構成する。マイク
ロストリップライン４は外部電気系インピーダンスの５
０オームに整合するように上部電極層４１の幅および誘
電体層５の厚みが制御される。また、マイクロストリッ
プライン４の一部には負荷とのインピーダンス整合を行
うために、小型のチップ抵抗等の回路部品が用いられ
る。この回路部品の配置等は図から省略した。
層５はマイクロストリップライン４を構成する。マイク
ロストリップライン４は外部電気系インピーダンスの５
０オームに整合するように上部電極層４１の幅および誘
電体層５の厚みが制御される。また、マイクロストリッ
プライン４の一部には負荷とのインピーダンス整合を行
うために、小型のチップ抵抗等の回路部品が用いられ
る。この回路部品の配置等は図から省略した。
【００１７】Ｓｉベース基板１にマイクロストリップラ
イン４を構成することにより、Ｓｉベース基板１上でマ
イクロ波信号は下部電極層４２でシールドされ、Ｓｉの
高い誘電正接の影響を受けなくなり、従来構成よりも大
幅に誘電損失を減らす効果がある。また、半導体レーザ
２は基板垂直方向に上下２面に電気接続点を有する構造
であるため、マイクロストリップライン４との接続の整
合性が良好であるという効果もある。
イン４を構成することにより、Ｓｉベース基板１上でマ
イクロ波信号は下部電極層４２でシールドされ、Ｓｉの
高い誘電正接の影響を受けなくなり、従来構成よりも大
幅に誘電損失を減らす効果がある。また、半導体レーザ
２は基板垂直方向に上下２面に電気接続点を有する構造
であるため、マイクロストリップライン４との接続の整
合性が良好であるという効果もある。
【００１８】次に、各部の特徴的な形状、材質、寸法の
詳細について述べる。上部電極層４１の幅（光ファイバ
３の光軸方向）は１００〜４００ミクロン前後が好適で
ある。これは、ワイヤボンドに最低必要な電極面積と形
成可能な誘電体層５の厚さ限界から決まる。誘電体層５
には例えばシリカやポリイミド樹脂等を用いることがで
きる。これらの材質が選択される理由としては、誘電正
接が小さく、マイクロ波の誘電体損失を抑制できること
による。マイクロ波の伝送損失を1dB/cm以下とするには
誘電正接は0.015 以下とする必要があり、0.001 以下で
はマイクロ波の伝送損失0.2dB/cm以下が得られ一層好適
である。誘電体層５の厚みは上部電極層４１の幅と誘電
体層５の誘電率に従い、マイクロストリップライン４の
インピーダンスが５０オームに整合するように２０〜１
００ミクロンの幅で調整できる。このとき、誘電体層５
の厚みと半導体レーザ２の厚みとの差がワイヤ６のボン
ディング部に段差を生じさせ、ワイヤ６が過剰に長くな
ってしまう原因を発生させる。これはワイヤ６のボンデ
ィング部の段差をなくすことにより、解消することがで
きる。すなわち、マイクロストリップライン４の厚みを
半導体レーザ２の厚みに整合させるか、Ｓｉベース基板
１に半導体レーザ２の実装領域とその他領域に段差を形
成してワイヤ６両端の接合面を整合させることにより実
現できる。好ましくは、ワイヤ６両端の接合面の段差が
完全に０であることが最っとも望ましいが、少なくとも
半導体レーザ２の厚みよりも小さければ、従来に比し、
十分な効果が得られ、許容される。これにより、ワイヤ
６に起因するインダクタンスを小さくすることができ、
共振によって発生する帯域内の局所的に伝送損失の大き
な部分（ディップ）を高周波側にシフトさせることがで
き、広帯域を確保できる。
詳細について述べる。上部電極層４１の幅（光ファイバ
３の光軸方向）は１００〜４００ミクロン前後が好適で
ある。これは、ワイヤボンドに最低必要な電極面積と形
成可能な誘電体層５の厚さ限界から決まる。誘電体層５
には例えばシリカやポリイミド樹脂等を用いることがで
きる。これらの材質が選択される理由としては、誘電正
接が小さく、マイクロ波の誘電体損失を抑制できること
による。マイクロ波の伝送損失を1dB/cm以下とするには
誘電正接は0.015 以下とする必要があり、0.001 以下で
はマイクロ波の伝送損失0.2dB/cm以下が得られ一層好適
である。誘電体層５の厚みは上部電極層４１の幅と誘電
体層５の誘電率に従い、マイクロストリップライン４の
インピーダンスが５０オームに整合するように２０〜１
００ミクロンの幅で調整できる。このとき、誘電体層５
の厚みと半導体レーザ２の厚みとの差がワイヤ６のボン
ディング部に段差を生じさせ、ワイヤ６が過剰に長くな
ってしまう原因を発生させる。これはワイヤ６のボンデ
ィング部の段差をなくすことにより、解消することがで
きる。すなわち、マイクロストリップライン４の厚みを
半導体レーザ２の厚みに整合させるか、Ｓｉベース基板
１に半導体レーザ２の実装領域とその他領域に段差を形
成してワイヤ６両端の接合面を整合させることにより実
現できる。好ましくは、ワイヤ６両端の接合面の段差が
完全に０であることが最っとも望ましいが、少なくとも
半導体レーザ２の厚みよりも小さければ、従来に比し、
十分な効果が得られ、許容される。これにより、ワイヤ
６に起因するインダクタンスを小さくすることができ、
共振によって発生する帯域内の局所的に伝送損失の大き
な部分（ディップ）を高周波側にシフトさせることがで
き、広帯域を確保できる。
【００１９】次に、上記光半導体装置の製造方法につい
て述べる。
て述べる。
【００２０】まず、Ｓｉベース基板１の表層に所望の形
状に耐エッチング膜である窒化シリコン膜をパターン形
成し、そのパターンをマスクにしてＵ溝１２を所望の深
さまで水酸化カリウム液を用い、異方性エッチングす
る。
状に耐エッチング膜である窒化シリコン膜をパターン形
成し、そのパターンをマスクにしてＵ溝１２を所望の深
さまで水酸化カリウム液を用い、異方性エッチングす
る。
【００２１】次に、下部電極層４２をパターン形成す
る。これには例えばメタルマスクと真空蒸着を用いて行
うことができる。下部電極層４２の材質は次に行うエッ
チングへの耐性と導電性の点からＡｕが望ましい。ま
た、シリコンとの密着性からＣｒまたはＴｉ等を下地層
として形成する必要がある。また、半導体レーザ２を接
合するために、厚さ２〜３μｍ程度のＡｕＳｎ半田層が
Ｕ溝１２内の一領域に形成される。次に、先に形成した
窒化シリコン膜および下部電極層４２をマスクにして水
酸化カリウム液を用い、異方性エッチングを行い、Ｖ溝
１０を形成する。最後に誘電体層５および上部電極層４
１をパターン形成し、Ｖ溝１０とＵ溝１２の交叉部にダ
イシングで溝を形成し、光ファイバ３の突き当て部を形
成して完成する。
る。これには例えばメタルマスクと真空蒸着を用いて行
うことができる。下部電極層４２の材質は次に行うエッ
チングへの耐性と導電性の点からＡｕが望ましい。ま
た、シリコンとの密着性からＣｒまたはＴｉ等を下地層
として形成する必要がある。また、半導体レーザ２を接
合するために、厚さ２〜３μｍ程度のＡｕＳｎ半田層が
Ｕ溝１２内の一領域に形成される。次に、先に形成した
窒化シリコン膜および下部電極層４２をマスクにして水
酸化カリウム液を用い、異方性エッチングを行い、Ｖ溝
１０を形成する。最後に誘電体層５および上部電極層４
１をパターン形成し、Ｖ溝１０とＵ溝１２の交叉部にダ
イシングで溝を形成し、光ファイバ３の突き当て部を形
成して完成する。
【００２２】なお、図２（ａ）〜（ｄ）に示す光半導体
装置Ｍ２のように、下部電極層４２を平坦な基板１上に
形成し、その上に半導体レーザ２及び誘電体層５，上部
電極層４１から成るマイクロストリップライン４を形成
してもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更
し実施が可能である。
装置Ｍ２のように、下部電極層４２を平坦な基板１上に
形成し、その上に半導体レーザ２及び誘電体層５，上部
電極層４１から成るマイクロストリップライン４を形成
してもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更
し実施が可能である。
【００２３】
【実施例】次に、さらに詳細な実施例について説明す
る。
る。
【００２４】まず、Ｓｉベース基板１には、厚さ１ｍ
ｍ、抵抗率１０Ω・cmの基板を用いた。Ｓｉベース基板
１の外形は1.6 ×4.0mm にし、光ファイバ３が実装され
るＶ溝１０の長さは3mm にした。マイクロストリップラ
イン４はＳｉベース基板１上で半導体レーザ２の実装部
から基板の外周に向かって0.65mm配線した。これはＳｉ
ベース基板１の外形に依存しており、Ｓｉベース基板１
のパッケージへの実装上、最低必要な長さである。マイ
クロストリップライン４はＳｉベース基板１上の厚さ
０．５ミクロンのＣｒ／Ａｕ下部電極層４２と、その上
に厚さ３０ミクロンのシリカ誘電体層５と、さらにその
上に厚さ４ミクロン、幅１００ミクロンのＣｒ／Ａｕ上
部電極層とで構成した。
ｍ、抵抗率１０Ω・cmの基板を用いた。Ｓｉベース基板
１の外形は1.6 ×4.0mm にし、光ファイバ３が実装され
るＶ溝１０の長さは3mm にした。マイクロストリップラ
イン４はＳｉベース基板１上で半導体レーザ２の実装部
から基板の外周に向かって0.65mm配線した。これはＳｉ
ベース基板１の外形に依存しており、Ｓｉベース基板１
のパッケージへの実装上、最低必要な長さである。マイ
クロストリップライン４はＳｉベース基板１上の厚さ
０．５ミクロンのＣｒ／Ａｕ下部電極層４２と、その上
に厚さ３０ミクロンのシリカ誘電体層５と、さらにその
上に厚さ４ミクロン、幅１００ミクロンのＣｒ／Ａｕ上
部電極層とで構成した。
【００２５】これにより、マイクロストリップライン４
を伝搬するマイクロ波信号は下部電極層４２よりも上に
電磁界が閉じこめられることから、Ｓｉの高い誘電正接
の影響を全く受けない効果があり、マイクロストリップ
ライン４の伝搬損失を例えば１０ＧＨｚで0.1dB 未満に
抑制できた。従来の電極構成ではＳｉ基板への電磁界の
しみだしがあるため、Ｓｉによる大きな誘電体損失を受
けることになる。Ｓｉの誘電正接はその抵抗率によって
異なり、例えば本実施例で用いた１０Ω・cmでは誘電正
接は約3.3 であり、１０ＧＨｚのマイクロ波信号では単
位長あたりの損失は1 0dB/cm以上となり、配線長0.65mm
の損失は6.5dB 以上となる。これは抵抗率の高いＳｉを
用いることで改善することができるが、誘電正接0.01程
度が限界であり、シリカと比較して二桁以上大きい。
を伝搬するマイクロ波信号は下部電極層４２よりも上に
電磁界が閉じこめられることから、Ｓｉの高い誘電正接
の影響を全く受けない効果があり、マイクロストリップ
ライン４の伝搬損失を例えば１０ＧＨｚで0.1dB 未満に
抑制できた。従来の電極構成ではＳｉ基板への電磁界の
しみだしがあるため、Ｓｉによる大きな誘電体損失を受
けることになる。Ｓｉの誘電正接はその抵抗率によって
異なり、例えば本実施例で用いた１０Ω・cmでは誘電正
接は約3.3 であり、１０ＧＨｚのマイクロ波信号では単
位長あたりの損失は1 0dB/cm以上となり、配線長0.65mm
の損失は6.5dB 以上となる。これは抵抗率の高いＳｉを
用いることで改善することができるが、誘電正接0.01程
度が限界であり、シリカと比較して二桁以上大きい。
【００２６】次に、Ｕ溝１２の深さは７０ミクロン、Ｖ
溝１０の深さは177.6 ミクロンにし、厚さ１００ミクロ
ンの半導体レーザ２をＵ溝１２内に実装した。半導体レ
ーザ２の活性層形成面の電極はＵ溝１２内に引きまわさ
れた下部電極層４２上に形成された厚さ２ミクロンのＡ
ｕＳｎ半田を介して下部電極層４２と接続した。ワイヤ
６には金リボンを用い、半導体レーザ２の活性層反対面
の電極と上部電極層４１とを配線長５０ミクロンで接続
した。光ファイバ３はＶ溝１０内に実装することによ
り、機械的な精度のみで半導体レーザ２との光接続を行
った。
溝１０の深さは177.6 ミクロンにし、厚さ１００ミクロ
ンの半導体レーザ２をＵ溝１２内に実装した。半導体レ
ーザ２の活性層形成面の電極はＵ溝１２内に引きまわさ
れた下部電極層４２上に形成された厚さ２ミクロンのＡ
ｕＳｎ半田を介して下部電極層４２と接続した。ワイヤ
６には金リボンを用い、半導体レーザ２の活性層反対面
の電極と上部電極層４１とを配線長５０ミクロンで接続
した。光ファイバ３はＶ溝１０内に実装することによ
り、機械的な精度のみで半導体レーザ２との光接続を行
った。
【００２７】これにより、ワイヤ６によるインダクタン
スは０．１ｎＨ以下に抑えることができ、半導体レーザ
２の帯域幅１５ＧＨｚ以内では共振によるディップが発
生しなかった。従来ワイヤ６は接続点に段差があるた
め、ワイヤボンドで約４００ミクロンの配線を行ってい
た。そのため約７ＧＨｚにディップが発生していたが、
本発明により一層改善できた。
スは０．１ｎＨ以下に抑えることができ、半導体レーザ
２の帯域幅１５ＧＨｚ以内では共振によるディップが発
生しなかった。従来ワイヤ６は接続点に段差があるた
め、ワイヤボンドで約４００ミクロンの配線を行ってい
た。そのため約７ＧＨｚにディップが発生していたが、
本発明により一層改善できた。
【００２８】
【発明の効果】本発明の光半導体装置によれば、以下に
示す顕著で優れた効果を奏することができる。
示す顕著で優れた効果を奏することができる。
【００２９】・基板上でマイクロ波を伝送する際、基板
による誘電体損失をなくすことができ、高周波での伝送
損失を飛躍的に抑制できる上、基板上の配線長を長くと
ることが可能である。
による誘電体損失をなくすことができ、高周波での伝送
損失を飛躍的に抑制できる上、基板上の配線長を長くと
ることが可能である。
【００３０】・いかなる抵抗率の基板材料も利用できる
ことから、汎用性のあるモジュール設計とすることが可
能である。
ことから、汎用性のあるモジュール設計とすることが可
能である。
【００３１】・複数の素子に配線を行う必要のある場
合、配線間の容量を小さくできる上に、グランド電極の
共通化が容易となる。
合、配線間の容量を小さくできる上に、グランド電極の
共通化が容易となる。
【００３２】・基板上の伝送線から光半導体素子へのマ
イクロ波給電用リード線の長さを極力短くできることに
より、リード線のインダクタンスによる共振をより高周
波側へ退避させることができ、光半導体装置の広帯域化
を図れる。
イクロ波給電用リード線の長さを極力短くできることに
より、リード線のインダクタンスによる共振をより高周
波側へ退避させることができ、光半導体装置の広帯域化
を図れる。
【００３３】・基板上の伝送線と光半導体素子との電磁
界フィールドの整合性をきわめて良好とすることができ
る。
界フィールドの整合性をきわめて良好とすることができ
る。
【００３４】・非常に簡便な工程により、深さの異なる
Ｖ溝もしくはＵ溝を形成することができ、マイクロ波の
接続部と光波の接続部の整合性を各々独立に好適に制御
することが可能である。
Ｖ溝もしくはＵ溝を形成することができ、マイクロ波の
接続部と光波の接続部の整合性を各々独立に好適に制御
することが可能である。
【００３５】・光，電気，それぞれに最適な結合設計を
見いだすことができる以上の効果により、本発明を採用
すれば広帯域で優れた光半導体装置を提供することが可
能になる。
見いだすことができる以上の効果により、本発明を採用
すれば広帯域で優れた光半導体装置を提供することが可
能になる。
【図１】本発明に係る光半導体装置を説明する図であ
り、（ａ）は光半導体装置の平面図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）はＶ溝の領域を示す（ａ）におけるＡ−Ａ線断面
図、（ｄ）は光半導体素子の活性層の近傍を示す（ａ）
におけるＢ−Ｂ線断面図である。
り、（ａ）は光半導体装置の平面図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）はＶ溝の領域を示す（ａ）におけるＡ−Ａ線断面
図、（ｄ）は光半導体素子の活性層の近傍を示す（ａ）
におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】本発明に係る他の光半導体装置を説明する図で
あり、（ａ）は光半導体装置の平面図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）はＶ溝の領域を示す（ａ）におけるＡ−Ａ線
断面図、（ｄ）は光半導体素子の活性層の近傍を示す
（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
あり、（ａ）は光半導体装置の平面図、（ｂ）は側面
図、（ｃ）はＶ溝の領域を示す（ａ）におけるＡ−Ａ線
断面図、（ｄ）は光半導体素子の活性層の近傍を示す
（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】従来の光半導体装置を説明する図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
１ Ｓｉベース基板 ２ 半導体レーザ ３ 光ファイバ ４ マイクロストリップライン ５ 誘電体層 ６ ワイヤ １０ Ｖ溝 １１ Ｖ溝 １２ Ｕ溝 ４１ 上部電極層 ４２ 下部電極層 ４３，４４ 電極層 Ｍ１，Ｍ２ 光半導体装置
Claims (2)
- 【請求項１】 基板と、該基板上に載置された光導波体
と、前記基板上の前記光導波体の光入射側に形成された
接地電極層と該接地電極層上に活性層を下側にして配設
された光半導体素子と、前記基板上に配設され、上面に
マイクロ波信号入力用の線状導電層を形成した誘電体層
とから成り、前記線状導電層が前記活性層の背面側電極
に接続されていることを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２】 前記誘電体層は誘電正接が０．０１５以
下の材質で形成されていることを特徴とする請求項１に
記載の光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24579698A JP3769388B2 (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24579698A JP3769388B2 (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077778A true JP2000077778A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3769388B2 JP3769388B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=17138970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24579698A Expired - Fee Related JP3769388B2 (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3769388B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284696A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Kyocera Corp | 光実装基板および光モジュール |
| FR2816768A1 (fr) * | 2000-11-10 | 2002-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | Module d'element optique |
-
1998
- 1998-08-31 JP JP24579698A patent/JP3769388B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284696A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Kyocera Corp | 光実装基板および光モジュール |
| JP4605850B2 (ja) * | 2000-03-30 | 2011-01-05 | 京セラ株式会社 | 光実装基板の製造方法 |
| FR2816768A1 (fr) * | 2000-11-10 | 2002-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | Module d'element optique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3769388B2 (ja) | 2006-04-26 |
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