JP2003177365A - 光送信装置、光受信装置、及び光装置の製造方法 - Google Patents
光送信装置、光受信装置、及び光装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高速光通信システムに適した、構造が簡単
で、経済的な光送受装置を、特に化合物半導体を用いた
進行波型素子の動作速度の向上を容易な手法で実現す
る。 【解決手段】 高周波電気線路１００２を有する実装基
板１００１と予め高周波設計を施した半導体光素子とを
別個に作製し、半田材料を介して実装基板と上記半導体
光素子の駆動電極を接着実装、即ちジャンクションダウ
ン実装して構成した。これにより、実装基板上の高周波
電気線路が等価的に半導体光素子の進行波型電極となる
構成とした。又、上記実装基板上には高周波半導体光素
子の他、半導体レーザ等の光源や高周波半導体光素子を
電気的に駆動・制御するための電子素子もジャンクショ
ンダウン実装する構成とすることも可能である。
で、経済的な光送受装置を、特に化合物半導体を用いた
進行波型素子の動作速度の向上を容易な手法で実現す
る。 【解決手段】 高周波電気線路１００２を有する実装基
板１００１と予め高周波設計を施した半導体光素子とを
別個に作製し、半田材料を介して実装基板と上記半導体
光素子の駆動電極を接着実装、即ちジャンクションダウ
ン実装して構成した。これにより、実装基板上の高周波
電気線路が等価的に半導体光素子の進行波型電極となる
構成とした。又、上記実装基板上には高周波半導体光素
子の他、半導体レーザ等の光源や高周波半導体光素子を
電気的に駆動・制御するための電子素子もジャンクショ
ンダウン実装する構成とすることも可能である。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光伝送装置に関する
ものである。特に、本発明は、半導体レーザの出力光を
外部変調する光学素子、又はこの光学素子の出力を伝送
光ファイバに結合する出力部をもつ光伝送装置又は半導
体光検出装置の新規な構造に関するものである。本発明
は、特に毎秒１０ギガビット以上の高速光通信システム
に適した光送受信装置として有用である。
ものである。特に、本発明は、半導体レーザの出力光を
外部変調する光学素子、又はこの光学素子の出力を伝送
光ファイバに結合する出力部をもつ光伝送装置又は半導
体光検出装置の新規な構造に関するものである。本発明
は、特に毎秒１０ギガビット以上の高速光通信システム
に適した光送受信装置として有用である。
【０００２】
【従来の技術】光通信に用いられる、光変調器や光検出
器は素子構造によって大きく、面入射型、導波路型、進
行波型等に分類される。この内、面入射型及び導波路型
は素子ではいわゆるＣＲ時定数（素子容量Ｃ、素子抵抗
Ｒ）による動作速度の制限があり高速化を実現するため
には素子面積を低減するなどしてＣを低減する必要があ
る。
器は素子構造によって大きく、面入射型、導波路型、進
行波型等に分類される。この内、面入射型及び導波路型
は素子ではいわゆるＣＲ時定数（素子容量Ｃ、素子抵抗
Ｒ）による動作速度の制限があり高速化を実現するため
には素子面積を低減するなどしてＣを低減する必要があ
る。
【０００３】一方、進行波型素子は導波路型の改良版で
ある。光導波路近傍に形成された電極は伝送路として取
り扱われ、高周波電気信号は電極上を進行波の形で伝搬
する。ここで、光波の進行速度ｖoptと高周波電気信号
の伝搬速度ｖeleとをできる限り一致させることでＣＲ
時定数に依存しない高速動作を実現することが可能とな
る。一般に、進行波型素子の導波路材料としては、主に
光変調器用途のニオブ酸リチウムや光変調器や光検出器
用途のInP系、GaAs系などの化合物半導体が検討されて
いる。この内、化合物半導体を用いた進行波素子に関し
ては主に電気信号と光信号との間の屈折率（比誘電率）
の差が大きいため、一般にはｖopt＝ｖeleとすることは
困難である。化合物半導体を用いれば光源等他の光部品
とモノリシック集積化やこれに伴う素子の小型化が実現
できる可能性が高い。化合物半導体を用いた進行波素子
における前述の光・電気信号速度のミスマッチを解決す
る目的でいくつかの手法が考案されている。
ある。光導波路近傍に形成された電極は伝送路として取
り扱われ、高周波電気信号は電極上を進行波の形で伝搬
する。ここで、光波の進行速度ｖoptと高周波電気信号
の伝搬速度ｖeleとをできる限り一致させることでＣＲ
時定数に依存しない高速動作を実現することが可能とな
る。一般に、進行波型素子の導波路材料としては、主に
光変調器用途のニオブ酸リチウムや光変調器や光検出器
用途のInP系、GaAs系などの化合物半導体が検討されて
いる。この内、化合物半導体を用いた進行波素子に関し
ては主に電気信号と光信号との間の屈折率（比誘電率）
の差が大きいため、一般にはｖopt＝ｖeleとすることは
困難である。化合物半導体を用いれば光源等他の光部品
とモノリシック集積化やこれに伴う素子の小型化が実現
できる可能性が高い。化合物半導体を用いた進行波素子
における前述の光・電気信号速度のミスマッチを解決す
る目的でいくつかの手法が考案されている。
【０００４】従来の改善手法の一つでは、半導体基板上
に作製した光導波路の上部又はその極近傍に進行波型電
極を一体形成し、特に進行波型電極の形状を適正化する
ことにより高周波特性を改善した例が報告されている。
本構成では、半導体構造の最適設計と進行波型電極の最
適設計を同一素子内で行う必要がある。又、特に光波の
進行方向の導波路長が1000μm程度以上と長くなった場
合には、高周波電気信号の進行に伴う強度減衰を改善す
るために、例えば4μm〜10μm程度の非常に厚い金属電
極を半導体素子上に作り込む必要がある。この電極は通
常の半導体光素子の電極に比べ約1桁厚いものであり、
通常の光半導体素子と進行波電極との構造ミスマッチが
顕著となっている。
に作製した光導波路の上部又はその極近傍に進行波型電
極を一体形成し、特に進行波型電極の形状を適正化する
ことにより高周波特性を改善した例が報告されている。
本構成では、半導体構造の最適設計と進行波型電極の最
適設計を同一素子内で行う必要がある。又、特に光波の
進行方向の導波路長が1000μm程度以上と長くなった場
合には、高周波電気信号の進行に伴う強度減衰を改善す
るために、例えば4μm〜10μm程度の非常に厚い金属電
極を半導体素子上に作り込む必要がある。この電極は通
常の半導体光素子の電極に比べ約1桁厚いものであり、
通常の光半導体素子と進行波電極との構造ミスマッチが
顕著となっている。
【０００５】又、別の改善手法では、導波路上部の電極
を周期分割することにより、電磁波、光波の位相整合を
改善することが提案されている。本手法では、擬似位相
整合は達成されるが、素子寸法が大きいことに加え、素
子作製プロセスが非常に複雑である。
を周期分割することにより、電磁波、光波の位相整合を
改善することが提案されている。本手法では、擬似位相
整合は達成されるが、素子寸法が大きいことに加え、素
子作製プロセスが非常に複雑である。
【０００６】以上のような背景から、現状では半導体を
用いた進行波型光素子は広く実用には至っていないのが
現状である。
用いた進行波型光素子は広く実用には至っていないのが
現状である。
【０００７】尚、これら従来型の半導体進行波型電極光
素子を記載した文献としてアイイーイーエレクトロニク
スレタース、第１８号、第３３冊、頁１５８０、１９９
７年８月２８日やインジウム燐国際会議論文番号ＷｅＡ
ｌ−３予稿集頁３８５、１９９８年が挙げられる。
素子を記載した文献としてアイイーイーエレクトロニク
スレタース、第１８号、第３３冊、頁１５８０、１９９
７年８月２８日やインジウム燐国際会議論文番号ＷｅＡ
ｌ−３予稿集頁３８５、１９９８年が挙げられる。
【０００８】一方、本発明に関連する新たな文献として
特開平６−１６０７８８号公報が挙げられる。本公報で
は、駆動電圧が低く、且つ光挿入損失の小さなニオブ酸
リチウム光変調器を実現する目的で、高周波電気信号の
伝搬損失を低減する目的で酸化物超伝導電極を導入する
ことが提案されている。しかし、現状では酸化物超伝導
電極材料の安定な室温動作が実現されておらず本方式は
実用に至っていない。
特開平６−１６０７８８号公報が挙げられる。本公報で
は、駆動電圧が低く、且つ光挿入損失の小さなニオブ酸
リチウム光変調器を実現する目的で、高周波電気信号の
伝搬損失を低減する目的で酸化物超伝導電極を導入する
ことが提案されている。しかし、現状では酸化物超伝導
電極材料の安定な室温動作が実現されておらず本方式は
実用に至っていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
高速光通信システムに適した、構造が簡単で、経済的な
光送受装置を実現することである。更には、特に半導体
レーザ等他の光部品とのモノリシック集積に適した化合
物半導体を用いた進行波型素子の動作速度の向上を容易
な手法で実現することが課題である。
高速光通信システムに適した、構造が簡単で、経済的な
光送受装置を実現することである。更には、特に半導体
レーザ等他の光部品とのモノリシック集積に適した化合
物半導体を用いた進行波型素子の動作速度の向上を容易
な手法で実現することが課題である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、次の通
りである。即ち、本送信装置、光受信装置、或いは光送
受信装置は、高周波電気線路を有する高周波実装基板と
予め高周波設計を施した半導体光素子とを別個に作製
し、半田材料等の接着手段を介して上記実装基板と上記
半導体光素子の駆動電極を接着実装した。この場合、両
者の接続は、通例、能動素子の有する、結晶成長用基板
に対して能動層側を、実装基板側にして実装する、いわ
ゆるジャンクションダウン実装と称されている方法を用
いるのが好適である。こうして、実装基板上の高周波電
気線路が等価的に半導体光素子の進行波型電極となる構
成とした。
りである。即ち、本送信装置、光受信装置、或いは光送
受信装置は、高周波電気線路を有する高周波実装基板と
予め高周波設計を施した半導体光素子とを別個に作製
し、半田材料等の接着手段を介して上記実装基板と上記
半導体光素子の駆動電極を接着実装した。この場合、両
者の接続は、通例、能動素子の有する、結晶成長用基板
に対して能動層側を、実装基板側にして実装する、いわ
ゆるジャンクションダウン実装と称されている方法を用
いるのが好適である。こうして、実装基板上の高周波電
気線路が等価的に半導体光素子の進行波型電極となる構
成とした。
【００１１】又、上記実装基板上には高周波半導体光素
子の他、半導体レーザ等の光源や高周波半導体光素子を
電気的に駆動及び制御するための電子素子もジャンクシ
ョンダウン実装する構成とすることも可能である。
子の他、半導体レーザ等の光源や高周波半導体光素子を
電気的に駆動及び制御するための電子素子もジャンクシ
ョンダウン実装する構成とすることも可能である。
【００１２】上記実装基板は、窒素アルミニウム、窒素
ボロン、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ベリリ
ウム、炭化シリコン、ダイヤモンド等の誘電体、シリコ
ンのいずれもよい。上記半導体光素子は導波路型が好ま
しい。
ボロン、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ベリリ
ウム、炭化シリコン、ダイヤモンド等の誘電体、シリコ
ンのいずれもよい。上記半導体光素子は導波路型が好ま
しい。
【００１３】本発明では、高周波電気線路を有する高周
波実装基板と予め高周波設計を施した半導体光素子とを
個別に最適設計及び作製することができる。又、基板材
料の異なる光及び電子素子の特性を損なうことなく、こ
れらをハイブリッド集積化することを可能とする。
波実装基板と予め高周波設計を施した半導体光素子とを
個別に最適設計及び作製することができる。又、基板材
料の異なる光及び電子素子の特性を損なうことなく、こ
れらをハイブリッド集積化することを可能とする。
【００１４】本発明は特に、高速の外部光変調器やこれ
を用いた光送信機や、高速受光素子、光受信機の好適な
構造及び作製手法を提供している。
を用いた光送信機や、高速受光素子、光受信機の好適な
構造及び作製手法を提供している。
【００１５】
【発明の実施の形態】＜実施の形態１＞図１（ａ）〜
（ｃ）は本発明による光送信装置主要部の構成を示す斜
視図である。具体的には、波長１．５５μｍ帯で動作す
る半導体光変調器の構造および作製手法の概要を示した
ものである。図に示すように、光送信装置主要部は、高
周波線路を形成した高周波実装基板［同図（ａ）］上に
半導体光素子［同図（ｂ）］をジャンクションダウン実
装することにより形成される［同図（ｃ）］。
（ｃ）は本発明による光送信装置主要部の構成を示す斜
視図である。具体的には、波長１．５５μｍ帯で動作す
る半導体光変調器の構造および作製手法の概要を示した
ものである。図に示すように、光送信装置主要部は、高
周波線路を形成した高周波実装基板［同図（ａ）］上に
半導体光素子［同図（ｂ）］をジャンクションダウン実
装することにより形成される［同図（ｃ）］。
【００１６】図１（ａ）に示す高周波基板は窒化アルミ
ニウム材料からなる誘電体基板101上に高周波線路102、
抵抗値50Ωの終端薄膜抵抗103、接地用ビアホール104、
一対の接地ライン107がそれぞれ形成された構造であ
る。高周波線路102は、Ti、Mo、Ni、Auの多層薄膜で形
成され、その総厚は5μｍである。接地ライン107上に
は、後に図１（ｂ）の光素子を実装・固着する際に用い
る金錫半田106が形成されている。又、高周波線路102の
中央部には、後述の光素子の分割電極に給電するための
金錫半田105が、Λ＝500μｍの間隔で周期的に形成され
ている。電極分割は片側で5ケとした。尚、符号108は光
素子の実装時に用いる位置決め用インデクスマーカであ
る。高周波線路102は大きく分けて、電気入力部122、光
素子搭載部123、終端部121からなる。各部位の特性イン
ピーダンスは、50Ω、76Ω、50Ωになるよう設計、製作
した。この特性インピーダンス値はほぼ線路パターンの
形状、寸法できまる。そして、これらは、平坦な窒化ア
ルミニウム板上では通常のフォトリソグラフ法をもちい
たプロセスでほぼ正確に設計、製作することができる。
光素子搭載部123の特性インピーダンスが高い値に設定
している理由は、後に光素子を搭載した場合のインピー
ダンス整合を考慮したためであり、後に詳述する。
ニウム材料からなる誘電体基板101上に高周波線路102、
抵抗値50Ωの終端薄膜抵抗103、接地用ビアホール104、
一対の接地ライン107がそれぞれ形成された構造であ
る。高周波線路102は、Ti、Mo、Ni、Auの多層薄膜で形
成され、その総厚は5μｍである。接地ライン107上に
は、後に図１（ｂ）の光素子を実装・固着する際に用い
る金錫半田106が形成されている。又、高周波線路102の
中央部には、後述の光素子の分割電極に給電するための
金錫半田105が、Λ＝500μｍの間隔で周期的に形成され
ている。電極分割は片側で5ケとした。尚、符号108は光
素子の実装時に用いる位置決め用インデクスマーカであ
る。高周波線路102は大きく分けて、電気入力部122、光
素子搭載部123、終端部121からなる。各部位の特性イン
ピーダンスは、50Ω、76Ω、50Ωになるよう設計、製作
した。この特性インピーダンス値はほぼ線路パターンの
形状、寸法できまる。そして、これらは、平坦な窒化ア
ルミニウム板上では通常のフォトリソグラフ法をもちい
たプロセスでほぼ正確に設計、製作することができる。
光素子搭載部123の特性インピーダンスが高い値に設定
している理由は、後に光素子を搭載した場合のインピー
ダンス整合を考慮したためであり、後に詳述する。
【００１７】図１（ｂ）に示す光素子は、半絶縁性GaAs
201基板上に形成された干渉型光変調器である。ここで
は、半絶縁性GaAs基板上の光変調器を一例として記述す
るが、基板としては、例えば半絶縁性のInP基板を用い
ても良い。本実施の形態では、光導波路の断面（図１
（ｃ）の輪切り部）は図２上部に示すような、いわゆる
リブ装荷型となっている。尚、図２は後述するジャンク
ションダウン実装後の説明図であるため、光素子は、当
該光素子を構成する層の結晶成長の順序とは、上下逆さ
まに描かれている。図２において符号401は半絶縁性GaA
s基板、402、404はＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層、403
はGaAsコア層、405はリブ導波路部である。図１（ｂ）
において、符号202は光分波器、204は一対の光素子側接
地線路、205は位置決め用インデクスマーカである。光
干渉導波路上部には、ａ＝300μm長の変調器分割電極20
3が、Λ＝500μmの間隔で周期的に形成されている。実
装基板に対応し、電極分割数は5である。尚、個別要素
自体としての光変調器などは通例の構成で充分である。
従って、その詳細説明は省略する。
201基板上に形成された干渉型光変調器である。ここで
は、半絶縁性GaAs基板上の光変調器を一例として記述す
るが、基板としては、例えば半絶縁性のInP基板を用い
ても良い。本実施の形態では、光導波路の断面（図１
（ｃ）の輪切り部）は図２上部に示すような、いわゆる
リブ装荷型となっている。尚、図２は後述するジャンク
ションダウン実装後の説明図であるため、光素子は、当
該光素子を構成する層の結晶成長の順序とは、上下逆さ
まに描かれている。図２において符号401は半絶縁性GaA
s基板、402、404はＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層、403
はGaAsコア層、405はリブ導波路部である。図１（ｂ）
において、符号202は光分波器、204は一対の光素子側接
地線路、205は位置決め用インデクスマーカである。光
干渉導波路上部には、ａ＝300μm長の変調器分割電極20
3が、Λ＝500μmの間隔で周期的に形成されている。実
装基板に対応し、電極分割数は5である。尚、個別要素
自体としての光変調器などは通例の構成で充分である。
従って、その詳細説明は省略する。
【００１８】図１（ｃ）は上記高周波実装基板上に、上
記光変調素子をジャンクションダウン実装することによ
り、進行波型電極を有する光送信装置の主要部を形成し
た構造を表す。高周波実装基板、光素子両者は、電極を
有する各々の表面を突き合わせる。そして、赤外線透過
を用いた画像認識技術を用いて両者のインデクスマーカ
が互いに重なるように実装する。こうして、上記光変調
素子の分割電極203が、高周波実装基板上の高周波線路1
02上に、金錫半田105を介して固着される。ここで、光
変調素子の接着強度と接地強化の目的から接地ライン10
7上の金錫半田106が同時に用いられる。この結果、高周
波線路102上に周期的に容量成分を有する変調器構造が
配置されたいわゆるキャパシティブローデッド構造が形
成できる。符号３０１は当該光送信装置への入射光、符
号３０２は当該光送信装置よりの射出される変調光、符
号３０３は高周波信号源を示す。
記光変調素子をジャンクションダウン実装することによ
り、進行波型電極を有する光送信装置の主要部を形成し
た構造を表す。高周波実装基板、光素子両者は、電極を
有する各々の表面を突き合わせる。そして、赤外線透過
を用いた画像認識技術を用いて両者のインデクスマーカ
が互いに重なるように実装する。こうして、上記光変調
素子の分割電極203が、高周波実装基板上の高周波線路1
02上に、金錫半田105を介して固着される。ここで、光
変調素子の接着強度と接地強化の目的から接地ライン10
7上の金錫半田106が同時に用いられる。この結果、高周
波線路102上に周期的に容量成分を有する変調器構造が
配置されたいわゆるキャパシティブローデッド構造が形
成できる。符号３０１は当該光送信装置への入射光、符
号３０２は当該光送信装置よりの射出される変調光、符
号３０３は高周波信号源を示す。
【００１９】続いて、キャパシティブローデッド構造の
インピーダンスマッチングに関して詳述する。
インピーダンスマッチングに関して詳述する。
【００２０】一般に、本高周波実装基板における高周波
線路のようなコプレーナ型電極に周期的に容量が付加さ
れた場合の高周波位相速度ｖeleおよび特性インピーダ
ンスZは次式で与えられる。
線路のようなコプレーナ型電極に周期的に容量が付加さ
れた場合の高周波位相速度ｖeleおよび特性インピーダ
ンスZは次式で与えられる。
【００２１】
【数１】
ここでＣｃｐ、Ｌｃｐはそれぞれコプレーナ型電極の単
位長さ当りの容量、インダクタンスであり、それぞれ9
0.9 ｐＦ／ｍ、538 ｎＨ／ｍに設計、製作された。Ｃａ
ｄは半導体外部変調器の付加容量値であり、これは半導
体ウエハーの製造ばらつきで正確に製造することが難し
いが本実施例において試作したウエハーを容量計で測定
したところ61.8 ｆＦ±５ｆＦと測定された。Λは配置
周期であり500μmとした。上記計算式より、ｖele＝
９．３１×１０7ｍ／ｓが得られ、半導体導波路の有効
屈折率ｎｅｆｆ＝３．３を用いて計算されるｖopt＝Ｃ
ｏ／ｎｅｆｆ＝９．２０×１０7ｍ／ｓにほぼ合致した
値となった。但し、Ｃｏは光速である。この値から計算
される、本素子の理論変調帯域は716ＧＨｚと算出され
た。又、Ｚ＝49.5Ωとなり、50Ω整合系に適した値を得
ることができた。半導体外部変調器の付加容量Ｃａｄは
製造ばらつきがあり製造ロットにより±15ｆＦ程度のば
らつきがある。もし62ｆＦといちじるしく異なる値に製
造された場合は素子搭載部の特性インピーダンスが76Ω
と異なる値に設計、製作された高周波実装基板を選択し
てもちいればよい。
位長さ当りの容量、インダクタンスであり、それぞれ9
0.9 ｐＦ／ｍ、538 ｎＨ／ｍに設計、製作された。Ｃａ
ｄは半導体外部変調器の付加容量値であり、これは半導
体ウエハーの製造ばらつきで正確に製造することが難し
いが本実施例において試作したウエハーを容量計で測定
したところ61.8 ｆＦ±５ｆＦと測定された。Λは配置
周期であり500μmとした。上記計算式より、ｖele＝
９．３１×１０7ｍ／ｓが得られ、半導体導波路の有効
屈折率ｎｅｆｆ＝３．３を用いて計算されるｖopt＝Ｃ
ｏ／ｎｅｆｆ＝９．２０×１０7ｍ／ｓにほぼ合致した
値となった。但し、Ｃｏは光速である。この値から計算
される、本素子の理論変調帯域は716ＧＨｚと算出され
た。又、Ｚ＝49.5Ωとなり、50Ω整合系に適した値を得
ることができた。半導体外部変調器の付加容量Ｃａｄは
製造ばらつきがあり製造ロットにより±15ｆＦ程度のば
らつきがある。もし62ｆＦといちじるしく異なる値に製
造された場合は素子搭載部の特性インピーダンスが76Ω
と異なる値に設計、製作された高周波実装基板を選択し
てもちいればよい。
【００２２】上記の特性をもつ高周波基板と半導体外部
変調器を組み合わせて完成した光変調器に波長1.55μm
の入射光301を導きながら、高周波信号303を高周波線路
202に印加することにより、変調速度毎秒40ギガビッ
ト、駆動電圧4Ｖppで動作可能な光送信装置を実現する
ことができた。本実施の形態では、動作光波長と対応す
るバンドギャップエネルギー差が大きなGaAsを用いてい
るため、駆動電圧は4Ｖppと高い値であるが、InP基板上
に形成する多重量子井戸構造を変調器活性層に適用し量
子閉じ込めシュタルク効果を用いることにより、２Ｖpp
程度まで低減可能であることを付記する。以上、光素子
と高周波基板とを独立に設計、作製した後に、両者をジ
ャンクションダウン実装することにより、容易な手法で
高性能な進行波型光素子を実現できる一例を示した。
変調器を組み合わせて完成した光変調器に波長1.55μm
の入射光301を導きながら、高周波信号303を高周波線路
202に印加することにより、変調速度毎秒40ギガビッ
ト、駆動電圧4Ｖppで動作可能な光送信装置を実現する
ことができた。本実施の形態では、動作光波長と対応す
るバンドギャップエネルギー差が大きなGaAsを用いてい
るため、駆動電圧は4Ｖppと高い値であるが、InP基板上
に形成する多重量子井戸構造を変調器活性層に適用し量
子閉じ込めシュタルク効果を用いることにより、２Ｖpp
程度まで低減可能であることを付記する。以上、光素子
と高周波基板とを独立に設計、作製した後に、両者をジ
ャンクションダウン実装することにより、容易な手法で
高性能な進行波型光素子を実現できる一例を示した。
【００２３】本手法の特長を以下に列挙する。
（１）光素子と高周波線路とを各々個別に最適設計可
能。 （２）個別作製による作製歩留まりが向上。 （３）従来の一体型では電極ストレスの観点で困難であ
った、高周波線路の電極の厚膜化が可能であり、線路の
低損失化に有利。 （４）素子作製工程が個別部品の作製、それらの収集・
実装に分かれるため、従来無かった新規な製造業種が可
能。
能。 （２）個別作製による作製歩留まりが向上。 （３）従来の一体型では電極ストレスの観点で困難であ
った、高周波線路の電極の厚膜化が可能であり、線路の
低損失化に有利。 （４）素子作製工程が個別部品の作製、それらの収集・
実装に分かれるため、従来無かった新規な製造業種が可
能。
【００２４】以下、本特長を生かしたさらなる実施の形
態に関し説明する。 ＜実施の形態２＞図３（ａ）〜（ｃ）は本発明による新
たな光送信装置の構成を示す上面図である。具体的に
は、実施の形態１に記述した波長1.55μm帯で動作する
導波路型光変調器に光源となる半導体レーザがモノリシ
ック集積された場合の送信装置の構造および作製手法お
よびを示したものである。実施の形態１と同様に、光送
信装置は、高周波実装基板［同図（ａ）］上に光素子
［同図（ｂ）］をジャンクションダウン実装することに
より形成される［同図（ｃ）］。
態に関し説明する。 ＜実施の形態２＞図３（ａ）〜（ｃ）は本発明による新
たな光送信装置の構成を示す上面図である。具体的に
は、実施の形態１に記述した波長1.55μm帯で動作する
導波路型光変調器に光源となる半導体レーザがモノリシ
ック集積された場合の送信装置の構造および作製手法お
よびを示したものである。実施の形態１と同様に、光送
信装置は、高周波実装基板［同図（ａ）］上に光素子
［同図（ｂ）］をジャンクションダウン実装することに
より形成される［同図（ｃ）］。
【００２５】図３（ａ）に示す上記高周波実装基板の構
造は、新たに半導体レーザ部が搭載される個所が追加さ
れたこと以外は実施の形態１と同様である。更に、本例
では、実施の形態１の形態に対し、レーザ駆動電極端子
509が加えられている。尚、図３の（ａ）において、符
号501は誘電体基板、502は高周波線路、503は終端薄膜
抵抗、504は金錫半田、505は接地ライン、506は接地用
ビアホール、507は金錫半田、510は位置決め用インデク
スマーカ、511は金錫半田を示す。
造は、新たに半導体レーザ部が搭載される個所が追加さ
れたこと以外は実施の形態１と同様である。更に、本例
では、実施の形態１の形態に対し、レーザ駆動電極端子
509が加えられている。尚、図３の（ａ）において、符
号501は誘電体基板、502は高周波線路、503は終端薄膜
抵抗、504は金錫半田、505は接地ライン、506は接地用
ビアホール、507は金錫半田、510は位置決め用インデク
スマーカ、511は金錫半田を示す。
【００２６】図３（ｂ）に示す集積型光源は、半絶縁In
P基板550上に形成されており、半導体レーザ部551は回
折格子553を内蔵した動作波長1.55μm帯のInGaAsP材料
の多重量子井戸分布帰還型レーザ部である。一方、導波
路型光変調器552は、InGaAlAs材料の多重量子井戸構造
を有する光干渉型光変調器部である。上記半導体レーザ
部551は、p型電極554とn型電極555を有する。上記光変
調器部552は、図３（ｂ）において実施の形態１の場合
と同様、561は光分波器、563は光素子側接地線路、564
は位置決め用インデクスマーカである。光干渉導波路上
部には、300μm長の変調器分割電極562が500μmの間隔
で周期的に形成されている。実装基板501に対応し、電
極分割数は5である。尚、個別要素自体としての半導体
レーザ部、光変調器、光分波器などは通例の構成で充分
である。従って、それらの詳細説明は省略する。
P基板550上に形成されており、半導体レーザ部551は回
折格子553を内蔵した動作波長1.55μm帯のInGaAsP材料
の多重量子井戸分布帰還型レーザ部である。一方、導波
路型光変調器552は、InGaAlAs材料の多重量子井戸構造
を有する光干渉型光変調器部である。上記半導体レーザ
部551は、p型電極554とn型電極555を有する。上記光変
調器部552は、図３（ｂ）において実施の形態１の場合
と同様、561は光分波器、563は光素子側接地線路、564
は位置決め用インデクスマーカである。光干渉導波路上
部には、300μm長の変調器分割電極562が500μmの間隔
で周期的に形成されている。実装基板501に対応し、電
極分割数は5である。尚、個別要素自体としての半導体
レーザ部、光変調器、光分波器などは通例の構成で充分
である。従って、それらの詳細説明は省略する。
【００２７】図３（ｃ）は上記高周波実装基板上に、上
記光集積素子をジャンクションダウン実装することによ
り、進行波型電極を有する光送信装置を形成した構造を
表す。高周波基板、光集積素子両者は、電極を有する各
々の表面を突き合わせ、赤外線透過を用いた画像認識技
術を用いて両者のインデクスマーカが重なるように実装
する。こうして、上記光変調素子各部の電極562が、高
周波基板上の対応する電極504、高周波線路502に、金錫
半田を介して固着される。この結果、分布帰還型半導体
レーザ551と高周波線路502上に周期的に容量成分を有す
る変調器構造が配置されたいわゆるキャパシティブロー
デッド構造を持つ干渉型変調器の集積構造が自動的に形
成された。尚、図３の（ｃ）において、符号573は出射
される変調光、符号571は電流源、符号572は変調器用の
駆動信号を示す。
記光集積素子をジャンクションダウン実装することによ
り、進行波型電極を有する光送信装置を形成した構造を
表す。高周波基板、光集積素子両者は、電極を有する各
々の表面を突き合わせ、赤外線透過を用いた画像認識技
術を用いて両者のインデクスマーカが重なるように実装
する。こうして、上記光変調素子各部の電極562が、高
周波基板上の対応する電極504、高周波線路502に、金錫
半田を介して固着される。この結果、分布帰還型半導体
レーザ551と高周波線路502上に周期的に容量成分を有す
る変調器構造が配置されたいわゆるキャパシティブロー
デッド構造を持つ干渉型変調器の集積構造が自動的に形
成された。尚、図３の（ｃ）において、符号573は出射
される変調光、符号571は電流源、符号572は変調器用の
駆動信号を示す。
【００２８】キャパシティブローデッド構造のインピー
ダンスマッチングに関する設計法および半導体チップの
特性にマッチした高周波基板上を選択して組み立てるこ
とについては、実施の形態１と基本的に同様である。従
って、その詳細説明は割愛する。
ダンスマッチングに関する設計法および半導体チップの
特性にマッチした高周波基板上を選択して組み立てるこ
とについては、実施の形態１と基本的に同様である。従
って、その詳細説明は割愛する。
【００２９】本実施の形態では、実施の形態１で述べた
特徴に加え、半導体レーザの高出力化、高信頼化に有利
なジャンクションダウン実装を同時に実現できる特長が
加わる。この結果、完成した光送信装置に電流源571を
接続し、100mAにて順方向通電することにより波長1.552
μmにて5mWの無変調出力出力を確認した。この状態で、
変調速度毎秒40ギガビット、振幅電圧2Ｖｐｐの変調器
駆動信号572を高周波線路502に印加することにより、立
ち上がり、立ち下り時間12ps以下、消光比12dB以上の良
好な光変調波形を確認した。
特徴に加え、半導体レーザの高出力化、高信頼化に有利
なジャンクションダウン実装を同時に実現できる特長が
加わる。この結果、完成した光送信装置に電流源571を
接続し、100mAにて順方向通電することにより波長1.552
μmにて5mWの無変調出力出力を確認した。この状態で、
変調速度毎秒40ギガビット、振幅電圧2Ｖｐｐの変調器
駆動信号572を高周波線路502に印加することにより、立
ち上がり、立ち下り時間12ps以下、消光比12dB以上の良
好な光変調波形を確認した。
【００３０】以上本実施例は、半絶縁InP基板上に形成
された1.55μm帯変調器集積レーザに関して説明した。
しかし、本発明は1.3μm、1.6μｍ波長帯への拡張や、
半絶縁GaAs基板上に形成された1.3μm帯変調器集積レー
ザにも拡張可能である。この場合には、実施の形態１に
示したGaAs材料系光変調器と、GaAs基板上にモノリシッ
ク集積可能な1.3μm帯GaInNAs材料系分布帰還型レーザ
を組み合わせることにより実現可能である。 ＜実施の形態３＞図４（ａ）〜（ｃ）は本発明による新
たな光送信装置の構成を示す上面図である。この例は、
具体的には、実施の形態２に記述した光干渉型光変調器
と半導体レーザのモノリシック集積光源において、光変
調器を電界吸収型光変調器に置き換えた構成である。実
施の形態２と同様に、光送信装置は、高周波実装基板
［同図（ａ）］上に光素子［同図（ｂ）］をジャンクシ
ョンダウン実装することにより形成される［同図
（ｃ）］。
された1.55μm帯変調器集積レーザに関して説明した。
しかし、本発明は1.3μm、1.6μｍ波長帯への拡張や、
半絶縁GaAs基板上に形成された1.3μm帯変調器集積レー
ザにも拡張可能である。この場合には、実施の形態１に
示したGaAs材料系光変調器と、GaAs基板上にモノリシッ
ク集積可能な1.3μm帯GaInNAs材料系分布帰還型レーザ
を組み合わせることにより実現可能である。 ＜実施の形態３＞図４（ａ）〜（ｃ）は本発明による新
たな光送信装置の構成を示す上面図である。この例は、
具体的には、実施の形態２に記述した光干渉型光変調器
と半導体レーザのモノリシック集積光源において、光変
調器を電界吸収型光変調器に置き換えた構成である。実
施の形態２と同様に、光送信装置は、高周波実装基板
［同図（ａ）］上に光素子［同図（ｂ）］をジャンクシ
ョンダウン実装することにより形成される［同図
（ｃ）］。
【００３１】図４（ａ）に示す上記高周波実装基板の構
造は、単一の導波路のみを有する電界吸収型変調器に対
応するため、高周波線路602が単一のストリップライン
となったこと以外は実施の形態２と同様である。図４の
（ａ）において、符号601は誘電体基板、602は高周波線
路、603は端薄膜抵抗、604は錫半田、605は地ライン、6
06は地用ビアホール、607は錫半田、608は錫半田、609
はーザ駆動電極端子、610は置決め用インデクスマー
カ、611は錫半田である。
造は、単一の導波路のみを有する電界吸収型変調器に対
応するため、高周波線路602が単一のストリップライン
となったこと以外は実施の形態２と同様である。図４の
（ａ）において、符号601は誘電体基板、602は高周波線
路、603は端薄膜抵抗、604は錫半田、605は地ライン、6
06は地用ビアホール、607は錫半田、608は錫半田、609
はーザ駆動電極端子、610は置決め用インデクスマー
カ、611は錫半田である。
【００３２】図４（ｂ）に示す集積型光源は、半絶縁性
InP基板650上に形成され、半導体レーザ651は回折格子6
53を内蔵した動作波長1.55μm帯のInGaAsP材料の多重量
子井戸分布帰還型レーザである。一方、導波路型光変調
器652は、InGaAsP材料の多重量子井戸構造を有する電界
吸収型光変調器である。上記半導体レーザ部は、p型電
極654とn型電極655を有する。上記光変調器部は、図４
（ｂ）において、663は光素子側接地線路、664は位置決
め用インデクスマーカである。光変調器の導波路上部に
は、ａ＝50μm長の変調器分割電極662が、Λ＝100μmの
間隔で周期的に形成されている。実装基板に対応し、電
極分割数は4である。
InP基板650上に形成され、半導体レーザ651は回折格子6
53を内蔵した動作波長1.55μm帯のInGaAsP材料の多重量
子井戸分布帰還型レーザである。一方、導波路型光変調
器652は、InGaAsP材料の多重量子井戸構造を有する電界
吸収型光変調器である。上記半導体レーザ部は、p型電
極654とn型電極655を有する。上記光変調器部は、図４
（ｂ）において、663は光素子側接地線路、664は位置決
め用インデクスマーカである。光変調器の導波路上部に
は、ａ＝50μm長の変調器分割電極662が、Λ＝100μmの
間隔で周期的に形成されている。実装基板に対応し、電
極分割数は4である。
【００３３】図４（ｃ）は上記高周波基板上に、上記光
集積素子をジャンクションダウン実装することにより、
進行波型電極を有する光送信装置を形成した構造を表
す。高周波基板、光集積素子両者は、電極を有する各々
の表面を突き合わせ、赤外線透過を用いた画像認識技術
を用いて両者のインデクスマーカが重なるように実装す
ると、上記光変調素子各部の電極662が、高周波基板上
の対応する電極、高周波線路に、金錫半田を介して固着
される。この結果、分布帰還型半導体レーザと高周波線
路上に周期的に容量成分を有する変調器構造が配置され
たいわゆるキャパシティブローデッド構造を持つ電界吸
収型光変調器の集積構造が自動的に形成された。尚、図
４の（ｃ）の符号671は電流源、672は変調器駆動信号源
である。
集積素子をジャンクションダウン実装することにより、
進行波型電極を有する光送信装置を形成した構造を表
す。高周波基板、光集積素子両者は、電極を有する各々
の表面を突き合わせ、赤外線透過を用いた画像認識技術
を用いて両者のインデクスマーカが重なるように実装す
ると、上記光変調素子各部の電極662が、高周波基板上
の対応する電極、高周波線路に、金錫半田を介して固着
される。この結果、分布帰還型半導体レーザと高周波線
路上に周期的に容量成分を有する変調器構造が配置され
たいわゆるキャパシティブローデッド構造を持つ電界吸
収型光変調器の集積構造が自動的に形成された。尚、図
４の（ｃ）の符号671は電流源、672は変調器駆動信号源
である。
【００３４】キャパシティブローデッド構造のインピー
ダンスマッチングに関する、定量設計に関しては実施の
形態１に既述であるため、ここでは割愛する。本実施の
形態では、実施の形態１で述べた特徴に加え、半導体レ
ーザの高出力化、高信頼化に有利なジャンクションダウ
ン実装を同時に実現できる特長が加わる。
ダンスマッチングに関する、定量設計に関しては実施の
形態１に既述であるため、ここでは割愛する。本実施の
形態では、実施の形態１で述べた特徴に加え、半導体レ
ーザの高出力化、高信頼化に有利なジャンクションダウ
ン実装を同時に実現できる特長が加わる。
【００３５】この結果、完成した光送信装置に電流源67
1を接続し、100mAにて順方向通電することにより波長1.
552μmにて10mWの無変調出力出力を確認した。この状態
で、変調速度毎秒40ギガビット、振幅電圧2Vppの変調器
駆動信号672を高周波線路602に印可することにより、立
ち上がり、立ち下り時間12ps以下、消光比12dB以上の良
好な光変調波形が得られることを確認した。 ＜実施の形態４＞図５（ａ）〜（ｃ）は本発明による新
たな光送信装置の構成を示す上面図である。具体的に
は、実施の形態３に記述した電界吸収型光変調器と半導
体レーザのモノリシック集積光源において、進行波電極
の構造に改良を施した構成である。実施の形態２と同様
に、光送信装置は、高周波基板［同図（ａ）］上に光素
子［同図（ｂ）］をジャンクションダウン実装すること
により形成される［同図（ｃ）］。
1を接続し、100mAにて順方向通電することにより波長1.
552μmにて10mWの無変調出力出力を確認した。この状態
で、変調速度毎秒40ギガビット、振幅電圧2Vppの変調器
駆動信号672を高周波線路602に印可することにより、立
ち上がり、立ち下り時間12ps以下、消光比12dB以上の良
好な光変調波形が得られることを確認した。 ＜実施の形態４＞図５（ａ）〜（ｃ）は本発明による新
たな光送信装置の構成を示す上面図である。具体的に
は、実施の形態３に記述した電界吸収型光変調器と半導
体レーザのモノリシック集積光源において、進行波電極
の構造に改良を施した構成である。実施の形態２と同様
に、光送信装置は、高周波基板［同図（ａ）］上に光素
子［同図（ｂ）］をジャンクションダウン実装すること
により形成される［同図（ｃ）］。
【００３６】図５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す上記高
周波基板、集積型光源の構造は、光変調器の上部電極76
2が分割されていない点を除き実施の形態３と同様であ
る。各図において、符号701は誘電体基板、702は高周波
線路、703は終端薄膜抵抗、704は金錫半田、705は接地
ライン、706は接地用ビアホール、707は金錫半田、708
は金錫半田、709はレーザ駆動電極端子、710は位置決め
用インデクスマーカ、711は金錫半田、750は半絶縁性In
P基板、751は半導体レーザ部、752は導波路型光変調器
部、753は回折格子、754はp型電極、755はn型電極、762
は変調器電極、763は光変調器側接地線路、764は位置決
め用インデクスマーカである。実装された後の上面図、
図５の（ｃ）に電流源771、変調器駆動信号772、変調光
信号773が示される。
周波基板、集積型光源の構造は、光変調器の上部電極76
2が分割されていない点を除き実施の形態３と同様であ
る。各図において、符号701は誘電体基板、702は高周波
線路、703は終端薄膜抵抗、704は金錫半田、705は接地
ライン、706は接地用ビアホール、707は金錫半田、708
は金錫半田、709はレーザ駆動電極端子、710は位置決め
用インデクスマーカ、711は金錫半田、750は半絶縁性In
P基板、751は半導体レーザ部、752は導波路型光変調器
部、753は回折格子、754はp型電極、755はn型電極、762
は変調器電極、763は光変調器側接地線路、764は位置決
め用インデクスマーカである。実装された後の上面図、
図５の（ｃ）に電流源771、変調器駆動信号772、変調光
信号773が示される。
【００３７】前述のように進行波型半導体導波路では電
極が分割されていない非キャパシティブローデッド構造
では、完全なインピーダンスマッチングを得ることが困
難である。このため、光導波路、高周波線路をそれぞれ
並走する光信号、電気信号は進行距離の拡大に伴いその
速度差による信号到達距離に顕著な差が現れる。幸いな
ことに電界吸収型光変調器では、各信号の進行距離とな
る変調器長が200μm程度と短いため、実施の形態１、２
で説明した変調器の長い光干渉型変調器に比べてインピ
ーダンスミスマッチングによる高速特性の劣化を押さえ
ることができる。
極が分割されていない非キャパシティブローデッド構造
では、完全なインピーダンスマッチングを得ることが困
難である。このため、光導波路、高周波線路をそれぞれ
並走する光信号、電気信号は進行距離の拡大に伴いその
速度差による信号到達距離に顕著な差が現れる。幸いな
ことに電界吸収型光変調器では、各信号の進行距離とな
る変調器長が200μm程度と短いため、実施の形態１、２
で説明した変調器の長い光干渉型変調器に比べてインピ
ーダンスミスマッチングによる高速特性の劣化を押さえ
ることができる。
【００３８】この結果、完成した光送信装置に電流源77
1を接続し、80mAにて順方向通電することにより波長1.3
1μmにて10mWの無変調出力出力を確認した。この状態
で、変調速度毎秒40ギガビット、振幅電圧2Ｖｐｐの変
調器駆動信号772を高周波線路702に印可することによ
り、立ち上がり、立ち下り時間12ps以下、消光比12dB以
上の良好な光変調波形を確認した。 ＜実施の形態５＞図６（ａ）〜（ｃ）は本発明による光
受信装置の構成を示す上面図である。具体的には、波長
１．３μm帯又は１．５５μm帯で動作する導波路型光検
出器の構造および作製手法を示したものである。図に示
すように、光送信装置は、高周波実装基板［同図
（ａ）］上に半導体光素子［同図（ｂ）］をジャンクシ
ョンダウン実装することにより形成される［同図
（ｃ）］。
1を接続し、80mAにて順方向通電することにより波長1.3
1μmにて10mWの無変調出力出力を確認した。この状態
で、変調速度毎秒40ギガビット、振幅電圧2Ｖｐｐの変
調器駆動信号772を高周波線路702に印可することによ
り、立ち上がり、立ち下り時間12ps以下、消光比12dB以
上の良好な光変調波形を確認した。 ＜実施の形態５＞図６（ａ）〜（ｃ）は本発明による光
受信装置の構成を示す上面図である。具体的には、波長
１．３μm帯又は１．５５μm帯で動作する導波路型光検
出器の構造および作製手法を示したものである。図に示
すように、光送信装置は、高周波実装基板［同図
（ａ）］上に半導体光素子［同図（ｂ）］をジャンクシ
ョンダウン実装することにより形成される［同図
（ｃ）］。
【００３９】図６（ａ）に示す高周波実装基板は窒化ア
ルミニウム材料からなる誘電体基板801上に高周波線路8
02、一対の接地ライン803、接地用ビアホール804がそれ
ぞれ形成された構造である。高周波線路802は、Ti、M
o、Ni、Auの多層薄膜で形成されその総厚は5μmであ
る。接地ライン803上には後に図６の（ｂ）の光素子を
実装・固着する際に用いる金錫半田807が形成されてい
る。又、高周波線路802の光素子搭載部には後述の光素
子の分割電極に給電するための金錫半田806がΛ＝50μm
の間隔で周期的に形成されている。電極分割は片側で5
ケである。尚、符号808は光素子の実装時に用いる位置
決め用インデクスマーカである。高周波線路802は大き
く分けて、光素子搭載部821、電気出力部822からなる。
実施の形態１と同様に各部位の特性インピーダンスはそ
れぞれ、76Ω、50Ωに予め設定してある。
ルミニウム材料からなる誘電体基板801上に高周波線路8
02、一対の接地ライン803、接地用ビアホール804がそれ
ぞれ形成された構造である。高周波線路802は、Ti、M
o、Ni、Auの多層薄膜で形成されその総厚は5μmであ
る。接地ライン803上には後に図６の（ｂ）の光素子を
実装・固着する際に用いる金錫半田807が形成されてい
る。又、高周波線路802の光素子搭載部には後述の光素
子の分割電極に給電するための金錫半田806がΛ＝50μm
の間隔で周期的に形成されている。電極分割は片側で5
ケである。尚、符号808は光素子の実装時に用いる位置
決め用インデクスマーカである。高周波線路802は大き
く分けて、光素子搭載部821、電気出力部822からなる。
実施の形態１と同様に各部位の特性インピーダンスはそ
れぞれ、76Ω、50Ωに予め設定してある。
【００４０】図６（ｂ）に示す光素子は、半絶縁性InP8
50基板上に形成された導波路型光検出器856である。本
実施の形態では、光導波路の構造は実施の形態１に説明
した構造と同様な、いわゆるリブ装荷型である。所定の
基板の上部に、能動層領域を形成する、例えばｐｉｎ接
合を有する半導体光受光素子が形成される。例えば、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体受光素子である。こうした導波
路型光検出器自体は通例の構造で十分であるので、その
詳細説明は省略する。以下の例でも同様である。
50基板上に形成された導波路型光検出器856である。本
実施の形態では、光導波路の構造は実施の形態１に説明
した構造と同様な、いわゆるリブ装荷型である。所定の
基板の上部に、能動層領域を形成する、例えばｐｉｎ接
合を有する半導体光受光素子が形成される。例えば、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体受光素子である。こうした導波
路型光検出器自体は通例の構造で十分であるので、その
詳細説明は省略する。以下の例でも同様である。
【００４１】図６（ｂ）において、851は光導波路、852
は光検出器の分割電極、853は一対の光素子側接地線
路、854は位置決め用インデクスマーカである。又、外
部から入射される光信号の取り込み効率を増大させる目
的から、光導波路851の入射端にスポット拡大導波路855
を導入している。スポット拡大導波路自体はこれまで知
られたもので充分である。光導波路851は波長1.3μm帯
又は1.55μｍ帯の信号光に対し透明な半導体で構成され
る。一方、光検出器分割電極852の下部では、信号光を
吸収する半導体で構成される。光導波路上部には、ａ＝
30μm長の変調器分割電極852が、Λ＝50μmの間隔で周
期的に形成されている。実装基板に対応し、電極分割数
は5である。
は光検出器の分割電極、853は一対の光素子側接地線
路、854は位置決め用インデクスマーカである。又、外
部から入射される光信号の取り込み効率を増大させる目
的から、光導波路851の入射端にスポット拡大導波路855
を導入している。スポット拡大導波路自体はこれまで知
られたもので充分である。光導波路851は波長1.3μm帯
又は1.55μｍ帯の信号光に対し透明な半導体で構成され
る。一方、光検出器分割電極852の下部では、信号光を
吸収する半導体で構成される。光導波路上部には、ａ＝
30μm長の変調器分割電極852が、Λ＝50μmの間隔で周
期的に形成されている。実装基板に対応し、電極分割数
は5である。
【００４２】図６（ｃ）は上記高周波実装基板上に、上
記光変調素子をジャンクションダウン実装することによ
り、進行波型電極を有する光送信装置の主要部を形成し
た構造を表す。高周波実装基板、光素子両者は、電極を
有する各々の表面を突き合わせ、赤外線透過を用いた画
像認識技術を用いて両者のインデクスマーカが互いに重
なるように実装すると、上記光検出素子の分割電極852
が、高周波実装基板上の高周波線路802上に、金錫半田8
06を介して固着される。ここで、光変調素子の接着強度
と接地強化の目的から接地ライン803上の金錫半田807が
同時に用いられる。この結果、高周波線路802上に周期
的に容量成分を有する変調器構造が配置されたいわゆる
キャパシティブローデッド構造が形成できる。
記光変調素子をジャンクションダウン実装することによ
り、進行波型電極を有する光送信装置の主要部を形成し
た構造を表す。高周波実装基板、光素子両者は、電極を
有する各々の表面を突き合わせ、赤外線透過を用いた画
像認識技術を用いて両者のインデクスマーカが互いに重
なるように実装すると、上記光検出素子の分割電極852
が、高周波実装基板上の高周波線路802上に、金錫半田8
06を介して固着される。ここで、光変調素子の接着強度
と接地強化の目的から接地ライン803上の金錫半田807が
同時に用いられる。この結果、高周波線路802上に周期
的に容量成分を有する変調器構造が配置されたいわゆる
キャパシティブローデッド構造が形成できる。
【００４３】キャパシティブローデッド構造のインピー
ダンスマッチングに関する、定量設計に関しては実施の
形態１とほぼ同様な設計値であるため、ここでは割愛す
る。
ダンスマッチングに関する、定量設計に関しては実施の
形態１とほぼ同様な設計値であるため、ここでは割愛す
る。
【００４４】完成した進行波型電極を有する光検出器に
-5Vの直流バイアスを印加した状態で速度毎秒40ギガビ
ットで高速変調された波長1.55μmの入射光871を導き、
同一速度の電気信号872を得た。このように、本発明は
光変調器のみならず、光検出素子にも適用可能である。
又、この他の光能動・受動素子の高速動作を同様な概念
で向上させることが可能である点は当業者には自明であ
ろう。 ＜実施の形態６＞本発明では高周波電気線路を有する実
装基板と予め高周波設計を施した半導体光素子とを別個
に作製し、半田材料を介して実装基板と上記半導体光素
子の駆動電極をジャンクションダウン実装することによ
り、実装基板上の高周波電気線路が等価的に半導体光素
子の進行波型電極となる構成としている。このジャンク
ションダウン実装を用いることで、従来のモノリシック
型集積素子では対応が困難であった光源や高周波半導体
光素子を電気的に駆動・制御するための電子素子等をハ
イブリッド集積化することが可能となる。図７、図８、
図９は本発明によるハイブリッド集積を用いた光送受信
装置の構成を示す上面図である。
-5Vの直流バイアスを印加した状態で速度毎秒40ギガビ
ットで高速変調された波長1.55μmの入射光871を導き、
同一速度の電気信号872を得た。このように、本発明は
光変調器のみならず、光検出素子にも適用可能である。
又、この他の光能動・受動素子の高速動作を同様な概念
で向上させることが可能である点は当業者には自明であ
ろう。 ＜実施の形態６＞本発明では高周波電気線路を有する実
装基板と予め高周波設計を施した半導体光素子とを別個
に作製し、半田材料を介して実装基板と上記半導体光素
子の駆動電極をジャンクションダウン実装することによ
り、実装基板上の高周波電気線路が等価的に半導体光素
子の進行波型電極となる構成としている。このジャンク
ションダウン実装を用いることで、従来のモノリシック
型集積素子では対応が困難であった光源や高周波半導体
光素子を電気的に駆動・制御するための電子素子等をハ
イブリッド集積化することが可能となる。図７、図８、
図９は本発明によるハイブリッド集積を用いた光送受信
装置の構成を示す上面図である。
【００４５】図７（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態２に記
述した波長1.55μｍ帯で動作する導波路型光変調器とレ
ーザ光源となる半導体レーザのモノリシック集積素子を
本発明によるハイブリッド集積用いて実現した構成を示
す上面図である。
述した波長1.55μｍ帯で動作する導波路型光変調器とレ
ーザ光源となる半導体レーザのモノリシック集積素子を
本発明によるハイブリッド集積用いて実現した構成を示
す上面図である。
【００４６】図７（ａ）に示す高周波実装基板は窒化ア
ルミニウム材料からなる誘電体基板901を用いて作製さ
れており光変調器の搭載部931の構成は実施の形態１に
記述のものと同一である。実施の形態１と異なる点は半
導体レーザ搭載部932が同一の誘電体基板901上に形成さ
れた点である。光変調器搭載部931と同様に、位置決め
用インデクスマーカ910を有し、レーザ設置電極部908と
レーザ駆動電極部909が形成されている。後述する光素
子端面間の光反射を低減する目的で、光変調器と半導体
レーザの実装部は7度の斜め搭載構造としている。尚、
図７の（ａ）において、符号902は高周波線路、903は終
端薄膜抵抗、904は金錫半田、905は接地ライン、906は
接地用ビアホール、907は金錫半田、908は金錫半田、90
9はレーザ駆動電極端子、910は位置決め用インデクスマ
ーカ、911は金錫半田、931は光変調器搭載部、932は半
導体レーザ搭載部である。
ルミニウム材料からなる誘電体基板901を用いて作製さ
れており光変調器の搭載部931の構成は実施の形態１に
記述のものと同一である。実施の形態１と異なる点は半
導体レーザ搭載部932が同一の誘電体基板901上に形成さ
れた点である。光変調器搭載部931と同様に、位置決め
用インデクスマーカ910を有し、レーザ設置電極部908と
レーザ駆動電極部909が形成されている。後述する光素
子端面間の光反射を低減する目的で、光変調器と半導体
レーザの実装部は7度の斜め搭載構造としている。尚、
図７の（ａ）において、符号902は高周波線路、903は終
端薄膜抵抗、904は金錫半田、905は接地ライン、906は
接地用ビアホール、907は金錫半田、908は金錫半田、90
9はレーザ駆動電極端子、910は位置決め用インデクスマ
ーカ、911は金錫半田、931は光変調器搭載部、932は半
導体レーザ搭載部である。
【００４７】図７（ｂ）に示す光変調器971は、光変調
器は実施の形態１と同様の構成であり、半絶縁性GaAs96
0基板上に形成されている。同図に示す半導体レーザ972
はn型InP基板上に形成され、回折格子953を内蔵した動
作波長1.55μm帯のInGaAsP材料の多重量子井戸分布帰還
型レーザである。光変調器971と半導体レーザ972間の光
結合効率を向上させる目的から、スポット拡大導波路96
5を両者の入出力端部に導入している。図７の（ｂ）に
おいて、952はn型InP基板、953は回折格子、954はp型電
極、955はn型電極、960は半絶縁性GaAs基板、961は合分
波器、962は変調器分割電極、963は光変調器側接地線
路、964は位置決め用インデクスマーカである。
器は実施の形態１と同様の構成であり、半絶縁性GaAs96
0基板上に形成されている。同図に示す半導体レーザ972
はn型InP基板上に形成され、回折格子953を内蔵した動
作波長1.55μm帯のInGaAsP材料の多重量子井戸分布帰還
型レーザである。光変調器971と半導体レーザ972間の光
結合効率を向上させる目的から、スポット拡大導波路96
5を両者の入出力端部に導入している。図７の（ｂ）に
おいて、952はn型InP基板、953は回折格子、954はp型電
極、955はn型電極、960は半絶縁性GaAs基板、961は合分
波器、962は変調器分割電極、963は光変調器側接地線
路、964は位置決め用インデクスマーカである。
【００４８】図７（ｃ）は上記高周波実装基板上に、上
記の光変調器971と半導体レーザ972をジャンクションダ
ウン実装することにより、光源となる半導体レーザと進
行波型電極を有する光変調器からなる光送信装置の主要
部を形成した構造を表す。高周波実装基板、光素子両者
は、電極を有する各々の表面を突き合わせ、赤外線透過
を用いた画像認識技術を用いて両者のインデクスマーカ
が互いに重なるように実装すると、上記光変調素子の分
割電極962が、高周波実装基板上の高周波線路902上に、
金錫半田904を介して固着される。ここで、光変調素子
の接着強度と接地強化の目的から接地ライン905上の金
錫半田907が同時に用いられる。同様に上記半導体レー
ザもジャンクションダウン実装される。本構成の場合、
基板材料の異なる超高速光要素部品を簡易な手法で集積
化できる。図において、符号981は電流源、982は変調器
駆動信号、983は変調光信号を示す。
記の光変調器971と半導体レーザ972をジャンクションダ
ウン実装することにより、光源となる半導体レーザと進
行波型電極を有する光変調器からなる光送信装置の主要
部を形成した構造を表す。高周波実装基板、光素子両者
は、電極を有する各々の表面を突き合わせ、赤外線透過
を用いた画像認識技術を用いて両者のインデクスマーカ
が互いに重なるように実装すると、上記光変調素子の分
割電極962が、高周波実装基板上の高周波線路902上に、
金錫半田904を介して固着される。ここで、光変調素子
の接着強度と接地強化の目的から接地ライン905上の金
錫半田907が同時に用いられる。同様に上記半導体レー
ザもジャンクションダウン実装される。本構成の場合、
基板材料の異なる超高速光要素部品を簡易な手法で集積
化できる。図において、符号981は電流源、982は変調器
駆動信号、983は変調光信号を示す。
【００４９】完成した光送信装置に電流源981を接続し1
20mAにて順方向通電することにより波長1.55μmにて10m
Wの無変調出力出力を確認した。この状態で、変調速度
毎秒40ギガビット、振幅電圧2Ｖｐｐの変調器駆動信号9
72を高周波線路902に印可することにより、立ち上が
り、立ち下り時間12ps以下、消光比12dB以上の良好な光
変調波形を確認した。 ＜実施の形態７＞図８（ａ）〜（ｃ）は実施の形態２に
記述した波長1.55μｍ帯で動作する導波路型光変調器と
レーザ光源となる半導体レーザのモノリシック集積素子
と前記導波路型光変調器のドライバ回路を本発明による
ハイブリッド集積用いて一体化した送信装置の主要部の
構成を示す上面図である。図８の（ａ）は実装基板、
（ｂ）はその左側が光集積素子部、右側が光変調器のド
ライバー部、（ｃ）は実装がなされた光送信装置の各上
面図である。
20mAにて順方向通電することにより波長1.55μmにて10m
Wの無変調出力出力を確認した。この状態で、変調速度
毎秒40ギガビット、振幅電圧2Ｖｐｐの変調器駆動信号9
72を高周波線路902に印可することにより、立ち上が
り、立ち下り時間12ps以下、消光比12dB以上の良好な光
変調波形を確認した。 ＜実施の形態７＞図８（ａ）〜（ｃ）は実施の形態２に
記述した波長1.55μｍ帯で動作する導波路型光変調器と
レーザ光源となる半導体レーザのモノリシック集積素子
と前記導波路型光変調器のドライバ回路を本発明による
ハイブリッド集積用いて一体化した送信装置の主要部の
構成を示す上面図である。図８の（ａ）は実装基板、
（ｂ）はその左側が光集積素子部、右側が光変調器のド
ライバー部、（ｃ）は実装がなされた光送信装置の各上
面図である。
【００５０】図８（ａ）に示す高周波実装基板は窒化ア
ルミニウム材料からなる誘電体基板1001を用いて作製さ
れており同図上部の導波路型光変調器と半導体レーザ光
源とのモノリシック光集積素子1050の搭載部1030の構成
は実施の形態２に記述のものと同一である。実施の形態
２と異なる点は光変調器のドライバ回路1051搭載用パタ
ーンが同一の誘電体基板1001上に形成された点である。
光変調器搭載部1030と同様に、位置決め用インデクスマ
ーカ1010を有し、ドライバ固定用端子部1020と電気入力
部1023が形成されている。
ルミニウム材料からなる誘電体基板1001を用いて作製さ
れており同図上部の導波路型光変調器と半導体レーザ光
源とのモノリシック光集積素子1050の搭載部1030の構成
は実施の形態２に記述のものと同一である。実施の形態
２と異なる点は光変調器のドライバ回路1051搭載用パタ
ーンが同一の誘電体基板1001上に形成された点である。
光変調器搭載部1030と同様に、位置決め用インデクスマ
ーカ1010を有し、ドライバ固定用端子部1020と電気入力
部1023が形成されている。
【００５１】図８（ｂ）に示す導波路型光変調器と半導
体レーザ光源とのモノリシック集積素子1050は実施の形
態２と同様の構成であり、半絶縁性InP基板上に形成さ
れている。同図に示す光変調器ドライバ回路1051は同様
に半絶縁性InP上に形成されたヘテロバイポーラトラン
ジスタで構成されている。図において、符号1050は半絶
縁性InP基板、1051は半絶縁性InP基板、1053は回折格
子、1054はp型電極、1055はn型電極、1062は変調器用の
分割された電極、1063は光変調器側接地線路、1064は位
置決め用インデクスマーカ、1071はヘテロバイポーラト
ランジスタ、1072は接着部、1073は位置決め用インデク
スマーカである。
体レーザ光源とのモノリシック集積素子1050は実施の形
態２と同様の構成であり、半絶縁性InP基板上に形成さ
れている。同図に示す光変調器ドライバ回路1051は同様
に半絶縁性InP上に形成されたヘテロバイポーラトラン
ジスタで構成されている。図において、符号1050は半絶
縁性InP基板、1051は半絶縁性InP基板、1053は回折格
子、1054はp型電極、1055はn型電極、1062は変調器用の
分割された電極、1063は光変調器側接地線路、1064は位
置決め用インデクスマーカ、1071はヘテロバイポーラト
ランジスタ、1072は接着部、1073は位置決め用インデク
スマーカである。
【００５２】図８（ｃ）は上記高周波実装基板上に、上
記のモノリシック光集積素子1050とドライバ回路1051を
ジャンクションダウン実装することにより、光源となる
半導体レーザと進行波型電極を有する光変調器とその駆
動回路とからなる光送信装置の主要部を形成した構造を
表す。高周波実装基板と実装する素子両者を、電極を有
する各々の表面を突き合わせ、赤外線透過を用いた画像
認識技術を用いて両者のインデクスマーカが互いに重な
るように実装すると、上記光・電子素子の電極が、対応
する高周波実装基板上の高周波線路に、金錫半田を介し
て固着される。本構成の場合、モノリシック光集積素子
1050とドライバ回路1051とは同じ半絶縁性InP基板に形
成されるため、基本的にモノリシック集積化は可能であ
る。しかし、電子デバイスのチップサイズが通常の光デ
バイスに比べて数倍大きいことによる寸法ミスマッチに
加え、特に光・電子集積化による作製歩留まりの低下が
大きな問題となることが予想される。例えば現状の超高
速光素子、電子素子の歩留まりはそれぞれ50％程度の状
況下でこれらをモノリシック集積化すると総合歩留まり
はそれぞれの歩留まりの積である25%程度に低下してし
まう。本発明によるハイブリッド集積では、実装前に予
め光素子、電子素子の良品選別が可能であるため集積化
に伴う作製歩留まりの低下は必然的に回避することがで
きる。尚、図において、符号1081は電流源、1082は変調
器ドライバ入力信号、1083は射出される変調光信号を示
す。
記のモノリシック光集積素子1050とドライバ回路1051を
ジャンクションダウン実装することにより、光源となる
半導体レーザと進行波型電極を有する光変調器とその駆
動回路とからなる光送信装置の主要部を形成した構造を
表す。高周波実装基板と実装する素子両者を、電極を有
する各々の表面を突き合わせ、赤外線透過を用いた画像
認識技術を用いて両者のインデクスマーカが互いに重な
るように実装すると、上記光・電子素子の電極が、対応
する高周波実装基板上の高周波線路に、金錫半田を介し
て固着される。本構成の場合、モノリシック光集積素子
1050とドライバ回路1051とは同じ半絶縁性InP基板に形
成されるため、基本的にモノリシック集積化は可能であ
る。しかし、電子デバイスのチップサイズが通常の光デ
バイスに比べて数倍大きいことによる寸法ミスマッチに
加え、特に光・電子集積化による作製歩留まりの低下が
大きな問題となることが予想される。例えば現状の超高
速光素子、電子素子の歩留まりはそれぞれ50％程度の状
況下でこれらをモノリシック集積化すると総合歩留まり
はそれぞれの歩留まりの積である25%程度に低下してし
まう。本発明によるハイブリッド集積では、実装前に予
め光素子、電子素子の良品選別が可能であるため集積化
に伴う作製歩留まりの低下は必然的に回避することがで
きる。尚、図において、符号1081は電流源、1082は変調
器ドライバ入力信号、1083は射出される変調光信号を示
す。
【００５３】完成した光送信装置に電流源1081を接続し
80mAにて順方向通電することにより波長1.55μmにて10m
Wの無変調出力出力を確認した。この状態で、変調速度
毎秒40ギガビット、振幅電圧400mＶｐｐの変調器ドライ
バ入力信号1082をドライバ入力線路1023に印可すること
により、立ち上がり、立ち下り時間10ps以下、消光比12
dB以上の良好な光変調波形を得ることができる。 ＜実施の形態８＞図９の（ａ）〜（ｃ）は本発明の光受
信装置の構成を示す上面図である。具体的には本発明に
よるハイブリッド集積法を用いて進行波型光検出器と前
段増幅器を一体化した構成を示すものである。図９の
（ａ）は実装基板、（ｂ）はその左側が光検出器部、右
側が前段増幅器回路部、（ｃ）は実装がなされた光受信
装置の各上面図である。
80mAにて順方向通電することにより波長1.55μmにて10m
Wの無変調出力出力を確認した。この状態で、変調速度
毎秒40ギガビット、振幅電圧400mＶｐｐの変調器ドライ
バ入力信号1082をドライバ入力線路1023に印可すること
により、立ち上がり、立ち下り時間10ps以下、消光比12
dB以上の良好な光変調波形を得ることができる。 ＜実施の形態８＞図９の（ａ）〜（ｃ）は本発明の光受
信装置の構成を示す上面図である。具体的には本発明に
よるハイブリッド集積法を用いて進行波型光検出器と前
段増幅器を一体化した構成を示すものである。図９の
（ａ）は実装基板、（ｂ）はその左側が光検出器部、右
側が前段増幅器回路部、（ｃ）は実装がなされた光受信
装置の各上面図である。
【００５４】図９（ａ）に示す高周波実装基板は窒化ア
ルミニウム材料からなる誘電体基板1101を用いて作製さ
れており同図上部に示す高速光検出器1160の搭載部1130
の構成は実施の形態５に記述のものとほぼ同一である。
実施の形態５と異なる点は前段増幅器回路1161搭載用の
パターンが同一の誘電体基板1101上に形成された点であ
る。高速光検出器搭載部1130と同様に、位置決め用イン
デクスマーカ1110を有し、前段増幅器固定用端子部1120
と前段増幅器入力部1123が形成されている。尚、図にお
いて、符号1102は高周波線路、1103は接地ライン、1104
は金錫半田、1106は接地用ビアホール、1107は金錫半
田、1121は金錫半田、1122は光検出器出力部、1130は光
検出器搭載部、1131は前段増幅器搭載部である。
ルミニウム材料からなる誘電体基板1101を用いて作製さ
れており同図上部に示す高速光検出器1160の搭載部1130
の構成は実施の形態５に記述のものとほぼ同一である。
実施の形態５と異なる点は前段増幅器回路1161搭載用の
パターンが同一の誘電体基板1101上に形成された点であ
る。高速光検出器搭載部1130と同様に、位置決め用イン
デクスマーカ1110を有し、前段増幅器固定用端子部1120
と前段増幅器入力部1123が形成されている。尚、図にお
いて、符号1102は高周波線路、1103は接地ライン、1104
は金錫半田、1106は接地用ビアホール、1107は金錫半
田、1121は金錫半田、1122は光検出器出力部、1130は光
検出器搭載部、1131は前段増幅器搭載部である。
【００５５】図９（ｂ）に示す高速光検出器1160は実施
の形態５と同様の構成であり、半絶縁性InP基板上に形
成されている。同図に示す前段増幅器回路1161は同様に
半絶縁性Si上に形成されたSiGe材料からなるヘテロバイ
ポーラトランジスタで構成されている。尚、図におい
て、符号1150は半絶縁性InP基板、1151は光導波路、115
2は光検出器分割電極、1153は光素子側接地線路、1154
は位置決め用インデクスマーカ、1155はスポット拡大導
波路、1160は導波路型光検出器、1161は前段増幅器、11
71はヘテロバイポーラトランジスタ、1172は接着部、11
73は位置決め用インデクスマーカである。
の形態５と同様の構成であり、半絶縁性InP基板上に形
成されている。同図に示す前段増幅器回路1161は同様に
半絶縁性Si上に形成されたSiGe材料からなるヘテロバイ
ポーラトランジスタで構成されている。尚、図におい
て、符号1150は半絶縁性InP基板、1151は光導波路、115
2は光検出器分割電極、1153は光素子側接地線路、1154
は位置決め用インデクスマーカ、1155はスポット拡大導
波路、1160は導波路型光検出器、1161は前段増幅器、11
71はヘテロバイポーラトランジスタ、1172は接着部、11
73は位置決め用インデクスマーカである。
【００５６】図９（ｃ）は上記高周波実装基板上に、上
記の高速光検出器1160と前段増幅器回路1161とをジャン
クションダウン実装することにより、光受信装置の主要
部を形成した構造を表す。高周波実装基板と実装する素
子両者を、電極を有する各々の表面を突き合わせ、赤外
線透過を用いた画像認識技術を用いて両者のインデクス
マーカが互いに重なるように実装すると、上記光・電子
素子の電極が、対応する高周波実装基板上の高周波線路
に、金錫半田を介して固着される。本構成の場合、上記
光・電子素子の形成基板材料が異なるため、モノリシッ
ク集積化は非常に困難であり、本手法により初めて実現
可能となる構成例である。本実施の形態によっても実装
前に予め光素子、電子素子の良品選別が可能であるため
集積化に伴う作製歩留まりの低下は必然的に回避する効
果が得られる。尚、図において、符号1181は入射光、11
82は光復調信号である。
記の高速光検出器1160と前段増幅器回路1161とをジャン
クションダウン実装することにより、光受信装置の主要
部を形成した構造を表す。高周波実装基板と実装する素
子両者を、電極を有する各々の表面を突き合わせ、赤外
線透過を用いた画像認識技術を用いて両者のインデクス
マーカが互いに重なるように実装すると、上記光・電子
素子の電極が、対応する高周波実装基板上の高周波線路
に、金錫半田を介して固着される。本構成の場合、上記
光・電子素子の形成基板材料が異なるため、モノリシッ
ク集積化は非常に困難であり、本手法により初めて実現
可能となる構成例である。本実施の形態によっても実装
前に予め光素子、電子素子の良品選別が可能であるため
集積化に伴う作製歩留まりの低下は必然的に回避する効
果が得られる。尚、図において、符号1181は入射光、11
82は光復調信号である。
【００５７】完成した光受信装置に電源を接続し、波長
1.55μmにて変調速度毎秒40ギガビット、振幅電圧0.1m
Ｗｐｐの光変調信号1181を光検出器入力導波路1155に入
射することにより、立ち上がり、立ち下り時間15ps以
下、振幅電圧100mV以上の良好な復調波形を得ることが
できる。 ＜実施の形態９＞実施の形態１における光送信装置の製
造においては、次のような手順を取って製造がなされ
る。この光送信機の製造プロセスフローの一部を図１０
に模式的に示す。即ち、当然先ず、当該光送信装置の設
計がなされる（図１０の１）。この設計に基づいて、半
導体外部変調器のウエハー製造がなされる（図１０の
２）。このウエハー製造プロセス終了後その付加容量値
Ｃａｄを測定し（図１０の３）、所望の半導体外部変調
器チップを選択する（図１０の４）。一方、高周波実装
基板が製造される（図１０の５）。そして、前述の測定
されている付加容量値Ｃａｄを参照しつつ（図１０の
９）、この値に基づいて、最適な特性インピーダンスを
もつ高周波実装基板を選択する（図１０の６）。ちなみ
に、実施の形態1においては、この特性インピーダンス
は76Ωであった。こうして、高周波実装基板に半導体外
部変調器チップをジャンクションダウン実装により組み
立てた（図１０の７）。こうして光送信装置が完成する
（図１０の８）。
1.55μmにて変調速度毎秒40ギガビット、振幅電圧0.1m
Ｗｐｐの光変調信号1181を光検出器入力導波路1155に入
射することにより、立ち上がり、立ち下り時間15ps以
下、振幅電圧100mV以上の良好な復調波形を得ることが
できる。 ＜実施の形態９＞実施の形態１における光送信装置の製
造においては、次のような手順を取って製造がなされ
る。この光送信機の製造プロセスフローの一部を図１０
に模式的に示す。即ち、当然先ず、当該光送信装置の設
計がなされる（図１０の１）。この設計に基づいて、半
導体外部変調器のウエハー製造がなされる（図１０の
２）。このウエハー製造プロセス終了後その付加容量値
Ｃａｄを測定し（図１０の３）、所望の半導体外部変調
器チップを選択する（図１０の４）。一方、高周波実装
基板が製造される（図１０の５）。そして、前述の測定
されている付加容量値Ｃａｄを参照しつつ（図１０の
９）、この値に基づいて、最適な特性インピーダンスを
もつ高周波実装基板を選択する（図１０の６）。ちなみ
に、実施の形態1においては、この特性インピーダンス
は76Ωであった。こうして、高周波実装基板に半導体外
部変調器チップをジャンクションダウン実装により組み
立てた（図１０の７）。こうして光送信装置が完成する
（図１０の８）。
【００５８】こうした手順を取るには次の状況がある。
高周波実装基板における高周波線路の特性インピーダン
スは高周波線路の金属パターンを形成するフォトリソグ
ラフ工程のマスクパターンを選択することにより、所望
の値に製造することができる。しかし、これに対し、半
導体外部変調器の付加容量値は、半導体層の厚み、不純
物濃度等種々のばらつき要因があり、ウエハープロセス
終了後における測定と最適な高周波線路の選択が必要な
ためである。以上の工程を含む光送信装置製造法におい
ては、設計値と異なる特性に製造された半導体外部変調
器も不良品となることがなく、製造歩留まりが上がる利
点がある。
高周波実装基板における高周波線路の特性インピーダン
スは高周波線路の金属パターンを形成するフォトリソグ
ラフ工程のマスクパターンを選択することにより、所望
の値に製造することができる。しかし、これに対し、半
導体外部変調器の付加容量値は、半導体層の厚み、不純
物濃度等種々のばらつき要因があり、ウエハープロセス
終了後における測定と最適な高周波線路の選択が必要な
ためである。以上の工程を含む光送信装置製造法におい
ては、設計値と異なる特性に製造された半導体外部変調
器も不良品となることがなく、製造歩留まりが上がる利
点がある。
【００５９】更に、本光送信装置の製造においては半導
体外部変調器の製造、高周波実装基板の製造、それらの
組み立て実装、および全体の管理、設計などが別業者で
あってもよい。最終製品を製造する組み立て実装業者が
設計、管理をおこなった場合の製造フローを図１１に模
式的に示す。ブロック１０に設計、管理、組みたて実装
業者、ブロック１１に半導体外部変調器ウエハー製造業
者、ブロック１２に高周波実装基板の製造業者の各役割
を示す。
体外部変調器の製造、高周波実装基板の製造、それらの
組み立て実装、および全体の管理、設計などが別業者で
あってもよい。最終製品を製造する組み立て実装業者が
設計、管理をおこなった場合の製造フローを図１１に模
式的に示す。ブロック１０に設計、管理、組みたて実装
業者、ブロック１１に半導体外部変調器ウエハー製造業
者、ブロック１２に高周波実装基板の製造業者の各役割
を示す。
【００６０】第１の業者１０が当該装置の設計を行う
（図１１の１３）。この情報は矢印が示すように業者１
１及び業者１２に送付される。第２の業者１１は半導体
外部変調器ウエハーを製造する（図１１の１８）。この
ウエハーに対して、前述の付加容量を測定する（図１１
の１９）。一方、第３の業者１２は高周波実装基板の製
造を行う（図１１の２１）。そして、高周波線路の特性
インピーダンスなどの特性を保存する。第２及び第３の
業者は、第１の業者に付加容量のデータ、或は高周波線
路の特性情報を矢印の通り送付する。第１の業者はこれ
らの諸データを比較し（図１１の１４）、両者の最適な
組み合わせを選択し（図１１の１５）、第２及び第３の
業者に矢印の通りこの旨指示する。この指示に基づい
て、第２及び第３の業者は、第１の業者に所定の各部材
を出荷する（図１１の２０、２３）。各部材を受け取っ
た第１の業者は実装基板と光素子部の組み立てを行う
（図１１の１６）。こうして、光送信装置などが完成す
る（図１１の１７）。
（図１１の１３）。この情報は矢印が示すように業者１
１及び業者１２に送付される。第２の業者１１は半導体
外部変調器ウエハーを製造する（図１１の１８）。この
ウエハーに対して、前述の付加容量を測定する（図１１
の１９）。一方、第３の業者１２は高周波実装基板の製
造を行う（図１１の２１）。そして、高周波線路の特性
インピーダンスなどの特性を保存する。第２及び第３の
業者は、第１の業者に付加容量のデータ、或は高周波線
路の特性情報を矢印の通り送付する。第１の業者はこれ
らの諸データを比較し（図１１の１４）、両者の最適な
組み合わせを選択し（図１１の１５）、第２及び第３の
業者に矢印の通りこの旨指示する。この指示に基づい
て、第２及び第３の業者は、第１の業者に所定の各部材
を出荷する（図１１の２０、２３）。各部材を受け取っ
た第１の業者は実装基板と光素子部の組み立てを行う
（図１１の１６）。こうして、光送信装置などが完成す
る（図１１の１７）。
【００６１】この場合も半導体外部変調器のウエハープ
ロセス終了後における付加容量の測定工程、その結果に
もとづく最適な特性インピーダンスをもつ高周波実装基
板を選択する工程、ついで最適な組み合わせの半導体外
部変調器と高周波実装基板の組み立てをおこなうという
工程を用いることにより製造歩留まりが向上することは
同様である。更に、この場合特性の測定データの交換、
参照をおこなうことで、半導体製造プロセス、高周波実
装基板製造プロセス、組み立て実装、と技術体系の異な
るプロセスを専門の業者へ必要に応じて作業を委託でき
るため作業効率があがる利点がある。管理、設計、半導
体外部変調器の製造、高周波実装基板の製造、組み立て
実装はそれぞれ異なる業者でもよく、又いくつかを同一
業者が兼ねてもよいことはもちろんである。
ロセス終了後における付加容量の測定工程、その結果に
もとづく最適な特性インピーダンスをもつ高周波実装基
板を選択する工程、ついで最適な組み合わせの半導体外
部変調器と高周波実装基板の組み立てをおこなうという
工程を用いることにより製造歩留まりが向上することは
同様である。更に、この場合特性の測定データの交換、
参照をおこなうことで、半導体製造プロセス、高周波実
装基板製造プロセス、組み立て実装、と技術体系の異な
るプロセスを専門の業者へ必要に応じて作業を委託でき
るため作業効率があがる利点がある。管理、設計、半導
体外部変調器の製造、高周波実装基板の製造、組み立て
実装はそれぞれ異なる業者でもよく、又いくつかを同一
業者が兼ねてもよいことはもちろんである。
【００６２】以上本発明の諸実施の形態を説明したが、
以下に本発明の主な形態をまとめて列挙する。 （１）レーザ光源と、上記レーザ光源の出力光を変調す
る半導体外部変調器をもつ光送信装置において、上記半
導体外部変調器の母体基板とは別体の基板上に形成され
た高周波線路と上記の光変調器を電気駆動するための制
御電極とが電気的に接続された進行波型光変調器の構成
を有することを特徴とした光送信装置。 （２）レーザ光源と、上記レーザ光源の出力光を変調す
る半導体外部変調器をもつ光送信装置において、上記外
部変調器の能動部は所定間隔で周期的に複数個配置され
ており、上記半導体外部変調器の母体基板とは別体の基
板上に形成された高周波線路と上記複数の能動部を電気
駆動するための制御電極とが電気的に接続された進行波
型光変調器の構成を有することを特徴とした光送信装
置。 （３）光制御層への電界印加による光吸収変化を用いて
光強度を変調することを特徴とする前項（１）、（２）
に記載の光送信装置。 （４）光制御層への電界印加による屈折率変化を用いて
少なくとも光波の強度、周波数、位相のいずれかを変調
することを特徴とする前項（１）、（２）に記載の光送
信装置。 （５）光変調器を構成する半導体基板がインジウム燐又
はガリウム砒素であり、高周波線路を構成する基板が、
少なくともシリコン、窒素アルミニウム、窒素ボロン、
酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、炭
化シリコン、ダイヤモンドのいずれかであることを特徴
とする前項（１）より（４）に記載の光送信装置。 （６）半導体レーザ光源と光変調部とがモノリシック集
積化されたことを特徴とする前項（１）より（５）に記
載の光送信装置。 （７）半導体レーザ光源と外部光変調器とがハイブリッ
ド集積化されたことを特徴とする前項（１）より（５）
に記載の光送信装置。 （８）外部変調器の駆動回路が進行波型出力形態を有
し、上記駆動回路の出力が上記高周波線路に電気的に接
続されたことを特徴とする前項（１）より（７）に記載
の光送信装置。 （９）上記駆動回路が前記高周波線路の形成基板上に搭
載されたことを特徴とする前項（８）に記載の光送信装
置。 （１０）光受信装置において、光吸収層をｐ型層及びｎ
型層で挟んだ構成を有するｐｉｎ型受光部が半導体基板
上に配置されており且つ、上記半導体基板とは別体の基
板上に形成された高周波線路と上記のｐｉｎ型受光部の
電気出力を検出するための制御電極とが電気的に接続さ
れた進行波型光変調器の構成を有することを特徴とした
光受信装置。 （１１）光受信装置において、光吸収層をｐ型層及びｎ
型層で挟んだ構成を有するｐｉｎ型受光部が所定間隔で
周期的に半導体基板上に複数個配置されており且つ、上
記半導体基板とは別体の基板上に形成された高周波線路
と上記複数のｐｉｎ型受光部の電気出力を検出するため
の制御電極とが電気的に接続された進行波型光変調器の
構成を有することを特徴とした光受信装置。 （１２）光受信機の前段増幅回路が進行波型入力形態を
有し、上記前段増幅回路の入力部が高周波線路に電気的
に接続されたことを特徴とする前項（１１）に記載の光
受信装置。 （１３）上記前段増幅回路が上記高周波線路の形成基板
上に搭載されたことを特徴とする前項（１２）に記載の
光受信装置。 （１４）半導体光素子のウエハープロセス完了後、前記
半導体光素子の付加容量値を測定する工程、その値に基
づいて最も適当な特性インピーダンス値をもつ高周波線
路が形成された高周波実装基板を選びもしくは製造する
工程、しかる後該半導体光素子と該高周波実装基板を電
気的に接続させる工程を含むことを特徴とする、前項
（１）より（１３）に記載の光送信装置、光受信装置又
は光送受信装置いずれかの製造法。 （１５）半導体光素子製造業者において半導体光素子の
ウエハープロセス完了後付加容量値を測定する工程、該
半導体光素子の付加容量値のデータを高周波実装基板製
造業者が所有する高周波線路の特性インピーダンスのデ
ータと比較する工程、該半導体光素子および該半導体光
素子に最も適当な特性インピーダンス値をもつ高周波実
装基板を光送信装置もしくは光受信装置の組立業者に納
入する工程を含むことを特徴とする前項（１）より（１
３）に記載の光送信装置、光受信装置又は光送受信装置
いずれかの製造法。
以下に本発明の主な形態をまとめて列挙する。 （１）レーザ光源と、上記レーザ光源の出力光を変調す
る半導体外部変調器をもつ光送信装置において、上記半
導体外部変調器の母体基板とは別体の基板上に形成され
た高周波線路と上記の光変調器を電気駆動するための制
御電極とが電気的に接続された進行波型光変調器の構成
を有することを特徴とした光送信装置。 （２）レーザ光源と、上記レーザ光源の出力光を変調す
る半導体外部変調器をもつ光送信装置において、上記外
部変調器の能動部は所定間隔で周期的に複数個配置され
ており、上記半導体外部変調器の母体基板とは別体の基
板上に形成された高周波線路と上記複数の能動部を電気
駆動するための制御電極とが電気的に接続された進行波
型光変調器の構成を有することを特徴とした光送信装
置。 （３）光制御層への電界印加による光吸収変化を用いて
光強度を変調することを特徴とする前項（１）、（２）
に記載の光送信装置。 （４）光制御層への電界印加による屈折率変化を用いて
少なくとも光波の強度、周波数、位相のいずれかを変調
することを特徴とする前項（１）、（２）に記載の光送
信装置。 （５）光変調器を構成する半導体基板がインジウム燐又
はガリウム砒素であり、高周波線路を構成する基板が、
少なくともシリコン、窒素アルミニウム、窒素ボロン、
酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、炭
化シリコン、ダイヤモンドのいずれかであることを特徴
とする前項（１）より（４）に記載の光送信装置。 （６）半導体レーザ光源と光変調部とがモノリシック集
積化されたことを特徴とする前項（１）より（５）に記
載の光送信装置。 （７）半導体レーザ光源と外部光変調器とがハイブリッ
ド集積化されたことを特徴とする前項（１）より（５）
に記載の光送信装置。 （８）外部変調器の駆動回路が進行波型出力形態を有
し、上記駆動回路の出力が上記高周波線路に電気的に接
続されたことを特徴とする前項（１）より（７）に記載
の光送信装置。 （９）上記駆動回路が前記高周波線路の形成基板上に搭
載されたことを特徴とする前項（８）に記載の光送信装
置。 （１０）光受信装置において、光吸収層をｐ型層及びｎ
型層で挟んだ構成を有するｐｉｎ型受光部が半導体基板
上に配置されており且つ、上記半導体基板とは別体の基
板上に形成された高周波線路と上記のｐｉｎ型受光部の
電気出力を検出するための制御電極とが電気的に接続さ
れた進行波型光変調器の構成を有することを特徴とした
光受信装置。 （１１）光受信装置において、光吸収層をｐ型層及びｎ
型層で挟んだ構成を有するｐｉｎ型受光部が所定間隔で
周期的に半導体基板上に複数個配置されており且つ、上
記半導体基板とは別体の基板上に形成された高周波線路
と上記複数のｐｉｎ型受光部の電気出力を検出するため
の制御電極とが電気的に接続された進行波型光変調器の
構成を有することを特徴とした光受信装置。 （１２）光受信機の前段増幅回路が進行波型入力形態を
有し、上記前段増幅回路の入力部が高周波線路に電気的
に接続されたことを特徴とする前項（１１）に記載の光
受信装置。 （１３）上記前段増幅回路が上記高周波線路の形成基板
上に搭載されたことを特徴とする前項（１２）に記載の
光受信装置。 （１４）半導体光素子のウエハープロセス完了後、前記
半導体光素子の付加容量値を測定する工程、その値に基
づいて最も適当な特性インピーダンス値をもつ高周波線
路が形成された高周波実装基板を選びもしくは製造する
工程、しかる後該半導体光素子と該高周波実装基板を電
気的に接続させる工程を含むことを特徴とする、前項
（１）より（１３）に記載の光送信装置、光受信装置又
は光送受信装置いずれかの製造法。 （１５）半導体光素子製造業者において半導体光素子の
ウエハープロセス完了後付加容量値を測定する工程、該
半導体光素子の付加容量値のデータを高周波実装基板製
造業者が所有する高周波線路の特性インピーダンスのデ
ータと比較する工程、該半導体光素子および該半導体光
素子に最も適当な特性インピーダンス値をもつ高周波実
装基板を光送信装置もしくは光受信装置の組立業者に納
入する工程を含むことを特徴とする前項（１）より（１
３）に記載の光送信装置、光受信装置又は光送受信装置
いずれかの製造法。
【００６３】本項（１５）の光装置の製造方法を言葉を
替えれば、次のように云うことが出来る。即ち、第１の
業者において半導体光素子のウエハープロセス完了後、
付加容量値を測定する工程、前記半導体光素子の付加容
量値のデータを第２の業者が所有する高周波線路の特性
インピーダンスのデータと比較する工程、前記半導体光
素子および前記半導体光素子に最も適当な特性インピー
ダンス値をもつ高周波実装基板を第３の業者に納入する
工程、を含むことを特徴とする光装置の製造方法。
替えれば、次のように云うことが出来る。即ち、第１の
業者において半導体光素子のウエハープロセス完了後、
付加容量値を測定する工程、前記半導体光素子の付加容
量値のデータを第２の業者が所有する高周波線路の特性
インピーダンスのデータと比較する工程、前記半導体光
素子および前記半導体光素子に最も適当な特性インピー
ダンス値をもつ高周波実装基板を第３の業者に納入する
工程、を含むことを特徴とする光装置の製造方法。
【００６４】以上詳細に説明したように、本発明では、
高周波電気線路を有する高周波実装基板と予め高周波設
計を施した半導体光素子とを個別に最適設計及び作製を
行なうことができる。又、基板材料の異なる光・電子素
子の特性を損なうことなく、これらをハイブリッド集積
化することを可能とする。本発明は特に、高速の外部光
変調器やこれを用いた光送信機や、高速受光素子、光受
信機の好適な構造・作製手法を提供している。本発明を
用いれば、素子性能、歩留まりが飛躍的に向上するだけ
でなく、この素子を適用した光通信システムの低価格
化、大容量化、長距離化を容易に実現できる。
高周波電気線路を有する高周波実装基板と予め高周波設
計を施した半導体光素子とを個別に最適設計及び作製を
行なうことができる。又、基板材料の異なる光・電子素
子の特性を損なうことなく、これらをハイブリッド集積
化することを可能とする。本発明は特に、高速の外部光
変調器やこれを用いた光送信機や、高速受光素子、光受
信機の好適な構造・作製手法を提供している。本発明を
用いれば、素子性能、歩留まりが飛躍的に向上するだけ
でなく、この素子を適用した光通信システムの低価格
化、大容量化、長距離化を容易に実現できる。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、進行波型の光素子を用
いた光送信装置、光受信装置、或は光送受信装置を高速
動作を確保しつつ提供することが出来る。更には、本発
明の別な側面によると、同特性の光送信装置、光受信装
置、或は光送受信装置を簡便に提供することが出来る。
いた光送信装置、光受信装置、或は光送受信装置を高速
動作を確保しつつ提供することが出来る。更には、本発
明の別な側面によると、同特性の光送信装置、光受信装
置、或は光送受信装置を簡便に提供することが出来る。
【図１】図１は本発明による光送信装置の一実施例の構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図２】図２は図１の光素子実装基板と光素子の接合部
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
【図３】図３は本発明による光送信装置の一実施例の構
成を示す上面図である。
成を示す上面図である。
【図４】図４は本発明による光送信装置の一実施例の構
成を示す上面図である。
成を示す上面図である。
【図５】図５は本発明による光送信装置の一実施例の構
成を示す上面図である。
成を示す上面図である。
【図６】図６は本発明による光受信装置の一実施例の構
成を示す上面図である。
成を示す上面図である。
【図７】図７は本発明による光送信装置の一実施例の構
成を示す上面図である。
成を示す上面図である。
【図８】図８は本発明による光送信装置の一実施例の構
成を示す上面図である。
成を示す上面図である。
【図９】図９は本発明による光受信装置の一実施例の構
成を示す上面図である。
成を示す上面図である。
【図１０】図１０は実施の形態1における光送信機の製
造プロセスフローの一部を示すフロー図である。
造プロセスフローの一部を示すフロー図である。
【図１１】図１１は最終製品を製造する組み立て実装業
者が設計、管理をおこなった場合の製造フローの模式図
を示すフロー図である。
者が設計、管理をおこなった場合の製造フローの模式図
を示すフロー図である。
101…誘電体基板、102…高周波線路、103…終端薄膜抵
抗、104…接地用ビアホール、105…金錫半田、106…金
錫半田、107…接地ライン、108…位置決め用インデクス
マーカ、121…終端部、122…電気入力部、123…光素子
搭載部、201…半絶縁性GaAs基板、202…光分波器、203
…変調器分割電極、204…光素子側接地線路、205…位置
決め用インデクスマーカ、301…入射光、302…変調光、
303…高周波信号、401…半絶縁性GaAs基板、402…Al0.3
Ga0.7Asクラッド層、403…GaAsコア層、404…Al0.3Ga
0.7Asクラッド層、405…リブ導波路部、501…誘電体基
板、502…高周波線路、503…終端薄膜抵抗、504…金錫
半田、505…接地ライン、506…接地用ビアホール、507
…金錫半田、509…レーザ駆動電極端子、510…位置決め
用インデクスマーカ、511…金錫半田、550…半絶縁性In
P基板、551…半導体レーザ、552…導波路型光変調器、5
53…回折格子、554…p型電極、555…n型電極、561…光
分波器、562…変調器分割電極、563…光変調器側接地線
路、564…位置決め用インデクスマーカ、571…電流源、
572…変調器駆動信号、573…変調光信号、601…誘電体
基板、602…高周波線路、603…終端薄膜抵抗、604…金
錫半田、605…接地ライン、606…接地用ビアホール、60
7…金錫半田、608…金錫半田、609…レーザ駆動電極端
子、610…位置決め用インデクスマーカ、611…金錫半
田、650…半絶縁性InP基板、651…半導体レーザ、652…
導波路型光変調器、653…回折格子、654…p型電極、655
…n型電極、662…変調器分割電極、663…光変調器側接
地線路、664…位置決め用インデクスマーカ、671…電流
源、672…変調器駆動信号、673…変調光信号、701…誘
電体基板、702…高周波線路、703…終端薄膜抵抗、704
…金錫半田、705…接地ライン、706…接地用ビアホー
ル、707…金錫半田、708…金錫半田、709…レーザ駆動
電極端子、710…位置決め用インデクスマーカ、711…金
錫半田、750…半絶縁性InP基板、751…半導体レーザ、7
52…導波路型光変調器、753…回折格子、754…p型電
極、755…n型電極、762…変調器電極、763…光変調器側
接地線路、764…位置決め用インデクスマーカ、771…電
流源、772…変調器駆動信号、773…変調光信号、801…
誘電体基板、802…高周波線路、803…接地ライン、804
…接地用ビアホール、806…金錫半田、807…金錫半田、
808…位置決め用インデクスマーカ、821…光素子搭載
部、822…電気出力部、850…半絶縁性InP基板、851…光
導波路、852…光検出器分割電極、853…光素子側接地線
路、854…位置決め用インデクスマーカ、855…スポット
拡大導波路、856…導波路型光検出器、871…入射光、87
2…光復調信号、901…誘電体基板、902…高周波線路、9
03…終端薄膜抵抗、904…金錫半田、905…接地ライン、
906…接地用ビアホール、907…金錫半田、908…金錫半
田、909…レーザ駆動電極端子、910…位置決め用インデ
クスマーカ、911…金錫半田、931…光変調器搭載部、93
2…半導体レーザ搭載部、952…n型InP基板、953…回折
格子、954…p型電極、955…n型電極、960…半絶縁性GaA
s基板、961…合分波器、962…変調器分割電極、963…光
変調器側接地線路、964…位置決め用インデクスマー
カ、965…スポット拡大導波路、971…光変調器、972…
半導体レーザ、981…電流源、982…変調器駆動信号、98
3…変調光信号 1001…誘電体基板、1002…高周波線路、1003…終端薄膜
抵抗、1004…金錫半田、1005…接地ライン、1006…接地
用ビアホール、1007…金錫半田、1008…金錫半田、1009
…レーザ駆動電極端子、1010…位置決め用インデクスマ
ーカ、1011…金錫半田、1030…光変調器搭載部、1031…
半導体レーザ搭載部、1050…半絶縁性InP基板、1051…
半絶縁性InP基板、1053…回折格子、1054…p型電極、10
55…n型電極、1062…変調器分割電極、1063…光変調器
側接地線路、1064…位置決め用インデクスマーカ、1071
…ヘテロバイポーラトランジスタ、1072…接着部、1073
…位置決め用インデクスマーカ、1081…電流源、1082…
変調器ドライバ入力信号、1083…変調光信号 1101…誘電体基板、1102…高周波線路、1103…接地ライ
ン、1104…金錫半田、1106…接地用ビアホール、1107…
金錫半田、1110…位置決め用インデクスマーカ、1120…
接着部、1121…金錫半田、1122…光検出器出力部、1123
…前段増幅器出力部、1130…光検出器搭載部、1131…前
段増幅器搭載部、1150…半絶縁性InP基板、1151…光導
波路、1152…光検出器分割電極、1153…光素子側接地線
路、1154…位置決め用インデクスマーカ、1155…スポッ
ト拡大導波路、1160…導波路型光検出器、1161…前段増
幅器、1171…ヘテロバイポーラトランジスタ、1172…接
着部、1173…位置決め用インデクスマーカ、1181…入射
光、1182…光復調信号。
抗、104…接地用ビアホール、105…金錫半田、106…金
錫半田、107…接地ライン、108…位置決め用インデクス
マーカ、121…終端部、122…電気入力部、123…光素子
搭載部、201…半絶縁性GaAs基板、202…光分波器、203
…変調器分割電極、204…光素子側接地線路、205…位置
決め用インデクスマーカ、301…入射光、302…変調光、
303…高周波信号、401…半絶縁性GaAs基板、402…Al0.3
Ga0.7Asクラッド層、403…GaAsコア層、404…Al0.3Ga
0.7Asクラッド層、405…リブ導波路部、501…誘電体基
板、502…高周波線路、503…終端薄膜抵抗、504…金錫
半田、505…接地ライン、506…接地用ビアホール、507
…金錫半田、509…レーザ駆動電極端子、510…位置決め
用インデクスマーカ、511…金錫半田、550…半絶縁性In
P基板、551…半導体レーザ、552…導波路型光変調器、5
53…回折格子、554…p型電極、555…n型電極、561…光
分波器、562…変調器分割電極、563…光変調器側接地線
路、564…位置決め用インデクスマーカ、571…電流源、
572…変調器駆動信号、573…変調光信号、601…誘電体
基板、602…高周波線路、603…終端薄膜抵抗、604…金
錫半田、605…接地ライン、606…接地用ビアホール、60
7…金錫半田、608…金錫半田、609…レーザ駆動電極端
子、610…位置決め用インデクスマーカ、611…金錫半
田、650…半絶縁性InP基板、651…半導体レーザ、652…
導波路型光変調器、653…回折格子、654…p型電極、655
…n型電極、662…変調器分割電極、663…光変調器側接
地線路、664…位置決め用インデクスマーカ、671…電流
源、672…変調器駆動信号、673…変調光信号、701…誘
電体基板、702…高周波線路、703…終端薄膜抵抗、704
…金錫半田、705…接地ライン、706…接地用ビアホー
ル、707…金錫半田、708…金錫半田、709…レーザ駆動
電極端子、710…位置決め用インデクスマーカ、711…金
錫半田、750…半絶縁性InP基板、751…半導体レーザ、7
52…導波路型光変調器、753…回折格子、754…p型電
極、755…n型電極、762…変調器電極、763…光変調器側
接地線路、764…位置決め用インデクスマーカ、771…電
流源、772…変調器駆動信号、773…変調光信号、801…
誘電体基板、802…高周波線路、803…接地ライン、804
…接地用ビアホール、806…金錫半田、807…金錫半田、
808…位置決め用インデクスマーカ、821…光素子搭載
部、822…電気出力部、850…半絶縁性InP基板、851…光
導波路、852…光検出器分割電極、853…光素子側接地線
路、854…位置決め用インデクスマーカ、855…スポット
拡大導波路、856…導波路型光検出器、871…入射光、87
2…光復調信号、901…誘電体基板、902…高周波線路、9
03…終端薄膜抵抗、904…金錫半田、905…接地ライン、
906…接地用ビアホール、907…金錫半田、908…金錫半
田、909…レーザ駆動電極端子、910…位置決め用インデ
クスマーカ、911…金錫半田、931…光変調器搭載部、93
2…半導体レーザ搭載部、952…n型InP基板、953…回折
格子、954…p型電極、955…n型電極、960…半絶縁性GaA
s基板、961…合分波器、962…変調器分割電極、963…光
変調器側接地線路、964…位置決め用インデクスマー
カ、965…スポット拡大導波路、971…光変調器、972…
半導体レーザ、981…電流源、982…変調器駆動信号、98
3…変調光信号 1001…誘電体基板、1002…高周波線路、1003…終端薄膜
抵抗、1004…金錫半田、1005…接地ライン、1006…接地
用ビアホール、1007…金錫半田、1008…金錫半田、1009
…レーザ駆動電極端子、1010…位置決め用インデクスマ
ーカ、1011…金錫半田、1030…光変調器搭載部、1031…
半導体レーザ搭載部、1050…半絶縁性InP基板、1051…
半絶縁性InP基板、1053…回折格子、1054…p型電極、10
55…n型電極、1062…変調器分割電極、1063…光変調器
側接地線路、1064…位置決め用インデクスマーカ、1071
…ヘテロバイポーラトランジスタ、1072…接着部、1073
…位置決め用インデクスマーカ、1081…電流源、1082…
変調器ドライバ入力信号、1083…変調光信号 1101…誘電体基板、1102…高周波線路、1103…接地ライ
ン、1104…金錫半田、1106…接地用ビアホール、1107…
金錫半田、1110…位置決め用インデクスマーカ、1120…
接着部、1121…金錫半田、1122…光検出器出力部、1123
…前段増幅器出力部、1130…光検出器搭載部、1131…前
段増幅器搭載部、1150…半絶縁性InP基板、1151…光導
波路、1152…光検出器分割電極、1153…光素子側接地線
路、1154…位置決め用インデクスマーカ、1155…スポッ
ト拡大導波路、1160…導波路型光検出器、1161…前段増
幅器、1171…ヘテロバイポーラトランジスタ、1172…接
着部、1173…位置決め用インデクスマーカ、1181…入射
光、1182…光復調信号。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｂ 10/06
10/142
10/152
10/28
Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA12 BA03 CA05 DA16
EA05 EA33 EB06 EB15 HA15
5F073 AB15 BA01 CA04 CB03 EA14
5K002 AA02 BA02 BA07 BA13 CA14
Claims (19)
- 【請求項１】 半導体レーザ光源と、前記半導体レーザ
光源の出力光を変調する進行波型光変調器とを少なくと
も有し、 前記進行波型光変調器は、前記半導体レーザ光源の出力
光を変調可能な第１の基板に配置された半導体外部変調
器と、前記第１の基板とは別体の第２の基板に配置され
た高周波線路とを有し、且つ、前記半導体外部変調器が
有する当該半導体外部変調器用制御電極と前記高周波線
路とが電気的に接続された進行波型光変調器であること
を特徴とする光送信装置。 - 【請求項２】 前記第１の基板と前記第２の基板とが、
前記第１の基板に配置された半導体外部変調器の能動層
側と前記第２の基板に配置された高周波線路側とを対向
して固着がなされたことを特徴とする請求項１に記載の
光送信装置。 - 【請求項３】 前記半導体外部変調器が所定間隔で周期
的に配置された複数個の能動部を有し、且つ、前記複数
個の能動部の各々が有する各制御電極と前記高周波線路
とが電気的に接続された進行波型光変調器であることを
特徴とする請求項１に記載の光送信装置。 - 【請求項４】 前記第１の基板と前記第２の基板とが、
前記第１の基板に配置された半導体外部変調器の能動層
側と前記第２の基板に配置された高周波線路側とを対向
して固着がなされたことを特徴とする請求項３に記載の
光送信装置。 - 【請求項５】 前記半導体レーザ光源と前記半導体外部
変調器とがモノリシックに集積化されてなることを特徴
とする請求項２に記載の光送信装置。 - 【請求項６】 前記半導体レーザ光源と前記半導体外部
変調器とがモノリシックに集積化されてなることを特徴
とする請求項３に記載の光送信装置。 - 【請求項７】 前記半導体レーザ光源と前記半導体外部
変調器とがハイブリッドに集積化されてなることを特徴
とする請求項２に記載の光送信装置。 - 【請求項８】 前記半導体レーザ光源と前記半導体外部
変調器とがハイブリッドに集積化されてなることを特徴
とする請求項３に記載の光送信装置。 - 【請求項９】 前記第１の基板が化合物半導体で構成さ
れ、前記第２の基板がシリコン、窒素アルミニウム、窒
素ボロン、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ベリ
リウム、炭化シリコン、ダイヤモンドの群から選ばれた
一者で構成されることを特徴とする請求項２に記載の光
送信装置。 - 【請求項１０】 前記第２の基板に前記半導体外部変調
器の駆動回路が形成され、且つこの駆動回路が前記高周
波線路に電気的に接続されることを特徴とする請求項２
に記載の光送信装置。 - 【請求項１１】 前記第２の基板に前記半導体外部変調
器の駆動回路が形成され、且つこの駆動回路が進行波型
出力形態であり、前記駆動回路の進行波型出力が前記高
周波線路に電気的に接続されることを特徴とする請求項
３に記載の光送信装置。 - 【請求項１２】 第３の基板に配置された光受光部と、
前記第１の半導体基板とは別体の第４の基板に配置され
た高周波線路とを有し、且つ、前記光受光部が有する当
該光受光部の電気出力を検出するための電極と前記高周
波線路とが電気的に接続された進行波型光変調器を有
し、前記第３の基板と前記第４の基板とが、前記第３の
基板に配置された光受光部の能動層を有する側と前記第
４の基板に配置された高周波線路側とを対向して固着が
なされた光受信部を更に有することを特徴とする請求項
２に記載の光送信装置。 - 【請求項１３】 第１の基板に配置された少なくとも光
受光部と、前記第１の半導体基板とは別体の第２の基板
に配置された高周波線路とを有し、且つ、前記光受光部
が有する当該光受光部の電気出力を検出するための電極
と前記高周波線路とが電気的に接続された進行波型光変
調器を有することを特徴とする光受信装置。 - 【請求項１４】 前記第１の基板と前記第２の基板と
が、前記第１の基板に配置された光受光部の能動層側と
前記第２の基板の高周波線路側とを対向して固着がなさ
れたことを特徴とする請求項１３に記載の光受信装置。 - 【請求項１５】 前記光受光部は所定間隔で周期的に配
置された複数個の受光領域を有し、且つ前記複数個の受
光領域の各々が有する各光受光部の電気出力を検出する
ための電極とが電気的に接続された進行波型光変調器を
有することを特徴とした請求項１４に記載の光受信装
置。 - 【請求項１６】 前記第２の基板に前段増幅回路が配置
され、前記前段増幅回路の入力部が前記高周波線路に電
気的に接続されたことを特徴とする請求項１４に記載の
光受信装置。 - 【請求項１７】 前記第２の基板に前段増幅回路が配置
され、且つこの前段増幅回路が進行波型入力形態であ
り、前記前段増幅回路の入力部が高周波線路に電気的に
接続されたことを特徴とする請求項１５に記載の光受信
装置。 - 【請求項１８】 前記第１の基板と前記第３の基板とが
共通の基板であり、前記第２の基板が前記第４の基板と
が共通の基板であることを特徴とする請求項１７に記載
の光送信装置。 - 【請求項１９】 半導体光素子のウエハープロセス完了
後、前記半導体光素子の付加容量値を測定し、その値に
基づいて最も適当な特性インピーダンス値をもつ高周波
線路が形成された高周波実装基板を選択もしくは製造を
行い、しかる後、前記半導体光素子と前記高周波実装基
板とを所望に電気的に接続させる工程を含むことを特徴
とする光装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001375318A JP3914428B2 (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 光送信装置、光受信装置 |
| US10/083,617 US7136595B2 (en) | 2001-12-10 | 2002-02-27 | Optical transmitter, optical receiver, and manufacturing method of optical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001375318A JP3914428B2 (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 光送信装置、光受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003177365A true JP2003177365A (ja) | 2003-06-27 |
| JP3914428B2 JP3914428B2 (ja) | 2007-05-16 |
Family
ID=19183719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001375318A Expired - Lifetime JP3914428B2 (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 光送信装置、光受信装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7136595B2 (ja) |
| JP (1) | JP3914428B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013018263A1 (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | 日本電気株式会社 | 光変調器モジュール、光変調器駆動用集積回路及び光信号の変調方法 |
| KR20150122642A (ko) * | 2013-01-02 | 2015-11-02 | 오이솔루션 아메리카 인코퍼레이티드 | 집적된 마하젠더 변조기를 구비한 튜너블 u-레이저 전송기 |
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