JP2004039854A

JP2004039854A - Mount for optical semiconductor device

Info

Publication number: JP2004039854A
Application number: JP2002194731A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ariga; 有賀　博; Shinichi Kaneko; 金子　進一; Kiyohide Sakai; 酒井　清秀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the rising and falling characteristics of a waveform outputted by a driving circuit for transmission to an optical semiconductor device without degradation in the waveform outputted by the optical semiconductor device. <P>SOLUTION: The device has an optical semiconductor device 8, high-frequency lines 2, 5 connected to the optical semiconductor device 8 for supplying electric signals to the same, and a matching resistor 4 provided between the high-frequency lines 2 and 5. The length of the high-frequency line 5 between the optical semiconductor device 8 and the matching resistor 4 is ≥1/20 and ≤1/4 of the length equivalent to the minimum signal pulse in transmission via the high-frequency line 5. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変調光信号を出力する光半導体素子に高周波電気信号を伝達する光半導体素子用マウントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７（ａ）は、従来の単相給電方式による光半導体素子のチップキャリアの搭載状態を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。同図（ａ）および（ｂ）において、接地導体１０３を有するセラミック基板１０１上に布設されたマイクロストリップ線路１０２が整合抵抗１０４に接続され、この整合抵抗１０４に接続されたパッド１０５と光半導体素子１０８の電極とがワイヤボンド１０６によって接続されている。また、光半導体素子１０８の下面の電極は半田付け用のパッド１３０に半田付けされ、ビアホール１４０で接地導体１０３に接続されている。このようにして、図示しない駆動回路からの電気信号が、マイクロストリップ線路１０２−整合抵抗１０４−パッド１０５の経路で光半導体素子１０８に供給されている。
【０００３】
例えば、変調信号が１Ｇｂ／ｓ以上のような高速変調時において、光半導体素子１０８がＯＮからＯＦＦに移るときに、この光半導体素子１０８の容量成分にたまった電荷がワイヤボンド１０６のインダクタンス成分を通じてゆっくり放電され、立ち下がり特性が劣化することがあった。また、ワイヤボンド１０６に接続されるパッド１０５は、インピーダンス整合の設計上の観点から、光半導体素子１０８と整合抵抗１０４とを組立上許容される最小の間隔で設置することが一般的に行われている。
【０００４】
図８（ａ）は、従来の差動給電方式による光半導体素子のチップキャリアの搭載状態を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。図７と比較して、導体線路がマイクロストリップ差動線路１１０であり、給電方式が差動給電である点を除けば、図７と同様な構成がとられている。
【０００５】
図９は、負電圧駆動の駆動回路から出力される電気信号波形のアイパターンの一例を示す図である。なお、この種の駆動回路では、従来は砒化ガリウムからなるトランジスタが使用されていたが、最近では回路の低消費電力化を図るため、シリコン・ゲルマニウムの半導体からなるトランジスタで構成されるのが一般的になりつつある。
【０００６】
図９に示す駆動回路は、負電圧駆動であるため、電気信号パルスの立ち上がり部は同図に示すＫ１の部分であり、立ち下がり部はＫ２の部分である。立ち下がり時間（Ｔｆ）と立ち上がり時間（Ｔｒ）とを比較すると、立ち下がり時間が非常に長くなっていることが分かる。容易に類推されるように、図９の特性を持つ駆動回路と図７、図８のチップキャリアを組合せると、光半導体素子１０８として一般的な半導体レーザダイオードはＯＮになるときには、緩和振動効果などで比較的短時間で発光するが、光半導体素子１０８がＯＦＦになるときには、この駆動回路出力の特性が影響し、立ち下がり時間が長くなるという課題が存在している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平５−３２７６１７号公報には、駆動回路から見た光半導体素子モジュールの入力インピーダンスを下げることで、立ち下がり時間のみを改善する回路の例が開示されている。しかし、光半導体素子モジュールの入力インピーダンスを下げることは、インピーダンスのミスマッチにより駆動回路側に帰還する反射波が増え、結果的に光出力波形のジッタが増加することにつながる。このジッタを防止するためには、例えば、特開平９−２００１５０号公報などに示されるような、反射波を吸収する反射吸収回路などを付加する必要があるが、部品点数が大幅に増えるという欠点が存在する。
【０００８】
また、上述したような回路を付加することは、装置全体の信頼性を低下させることにもなるので、部品点数を増やすことなく簡易な構成で駆動回路波形の改善を実現する必要がある。
【０００９】
この発明は上記に鑑みてなされたものであり、光半導体素子の光出力波形を劣化させることなく、光半導体素子に伝達される駆動回路の出力波形の立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善するとともに、部品点数を増やすことなく簡易な構成で実現する光半導体素子用マウントを得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、この発明にかかる光半導体素子用マウントは、光半導体素子と、前記光半導体素子に接続され、この光半導体素子に電気信号を供給する高周波線路と、前記高周波線路上に設けられた整合抵抗とを備え、前記光半導体素子と前記整合抵抗との間の前記高周波線路の長さを、この高周波線路を伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの２０分の１以上、４分の１以下の長さとすることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、高周波線路上に設けられた整合抵抗と、この整合抵抗と光半導体素子との間の長さが伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの２０分の１以上、４分の１以下の長さである高周波線路とによって、光半導体素子に立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善した電気信号を供給することができる。
【００１２】
つぎの発明にかかる光半導体素子用マウントは、上記の発明において、前記光半導体素子と前記整合抵抗との間の前記高周波線路の長さを、この高周波線路を伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの１０分の１以上、５分の１以下の長さとすることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、高周波線路上に設けられた整合抵抗と、この整合抵抗と光半導体素子との間の長さが伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの１０分の１以上、５分の１以下の長さである高周波線路とによって、光半導体素子に立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善した電気信号を供給することができる。
【００１４】
つぎの発明にかかる光半導体素子用マウントは、光半導体素子と、前記光半導体素子に接続され、この光半導体素子に電気信号を供給する高周波差動線路と、前記高周波差動線路上に夫々設けられた一対の整合抵抗とを備え、前記光半導体素子と前記一対の整合抵抗との間の前記高周波差動線路の夫々の長さを、この高周波差動線路を伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの２０分の１以上、４分の１以下の長さとすることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、高周波差動線路上に夫々設けられた一対の整合抵抗と、これらの一対の整合抵抗と光半導体素子との間の長さが伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの２０分の１以上、４分の１以下の長さである高周波差動線路とによって、光半導体素子に立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善した電気信号を供給することができる。
【００１６】
つぎの発明にかかる光半導体素子用マウントは、上記の発明において、前記光半導体素子と前記一対の整合抵抗との間の前記高周波差動線路の夫々の長さを、この高周波差動線路を伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの１０分の１以上、５分の１以下の長さとすることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、高周波差動線路上に夫々設けられた一対の整合抵抗と、これらの一対の整合抵抗と光半導体素子との間の長さが伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの１０分の１以上、５分の１以下の長さである高周波差動線路とによって、光半導体素子に立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善した電気信号を供給することができる。
【００１８】
つぎの発明にかかる光半導体素子用マウントは、上記の発明において、前記光半導体素子に供給される電気信号が、１Ｇｂ／ｓ以上の高速変調信号であることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、立ち上がり特性を改善した１Ｇｂ／ｓ以上の高速変調信号を光半導体素子に供給することができる。
【００２０】
つぎの発明にかかる光半導体素子用マウントは、上記の発明において、前記高周波差動線路は、マイクロストリップ線路で、コプレーナ線路およびグランデッドコプレーナ線路の何れかであることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、マイクロストリップ線路で、コプレーナ線路およびグランデッドコプレーナ線路の何れかを用いて光半導体素子用マウントを構成することができる。
【００２２】
つぎの発明にかかる光半導体素子用マウントは、上記の発明において、前記光半導体素子は、半導体レーザダイオードであることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、半導体レーザダイオードに立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善した電気信号を供給することができる。
【００２４】
つぎの発明にかかる光半導体素子用マウントは、上記の発明において、前記光半導体素子は、電界吸収型光変調素子であることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、電界吸収型光変調素子に立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善した電気信号を供給することができる。
【００２６】
つぎの発明にかかる光半導体素子用マウントは、光半導体素子と、前記光半導体素子に一端が接続され、この光半導体素子に電気信号を供給する高周波線路と、前記高周波線路上に設けられた整合抵抗とを備え、前記光半導体素子と前記整合抵抗との間の電気的な反射により、前記光半導体素子に入力される前記電気信号にピーキングが発生していることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、高周波線路上に設けられた整合抵抗と、高周波線路が接続された光半導体素子との間の電気的な反射を利用して、光半導体素子に入力する電気信号にピーキングを発生させることができる。
【００２８】
つぎの発明にかかる光半導体素子用マウントは、光半導体素子と、前記光半導体素子の一端および他端に夫々一端および他端が接続され、この光半導体素子に電気信号を供給する高周波差動線路と、前記高周波差動線路上に夫々設けられた一対の整合抵抗とを備え、前記光半導体素子と前記一対の整合抵抗との間の電気的な反射により、前記光半導体素子に入力される前記電気信号にピーキングが発生していることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、高周波差動線路上に設けられた夫々の整合抵抗と、高周波差動線路が接続された光半導体素子との間の電気的な反射を利用して、光半導体素子に入力する電気信号にピーキングを発生させることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光半導体素子マウントの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
実施の形態１．
図１（ａ）は、この発明の実施の形態１にかかる単相給電方式による光半導体素子のチップキャリアの搭載状態を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。同図（ａ）および（ｂ）において、接地導体３を有するセラミック基板１上に布設されたマイクロストリップ線路２が整合抵抗４に接続され、この整合抵抗４に接続されたマイクロストリップ線路であるパッド５と光半導体素子８の電極とがワイヤボンド６によって接続されている。また、光半導体素子８の下面の電極は半田付け用のパッド３０に半田付けされ、ビアホール４０で接地導体３に接続されている。このようにして、図示しない駆動回路からの電気信号が、マイクロストリップ線路２−整合抵抗４−パッド５の経路で光半導体素子８に供給されている。
【００３２】
この実施の形態１では、マイクロストリップ線路２およびパッド５のインピーダンスは２５Ω、整合抵抗４はセラミック基板１上に約２０Ωになるように製作されている。また、光半導体素子８は波長１３１０ｎｍを発振する１０Ｇｂ／ｓ伝送用のレーザダイオードでありインピーダンスの抵抗分が５Ωであるため、図示しない駆動回路から見れば２５Ωで整合がとれている。また、整合抵抗４は、このパッド５を伝搬する駆動信号の最小信号パルスに相当する長さの略１０分の１に相当する位置に配置されている。
【００３３】
図２は、最小信号パルスの概念を示す説明図である。同図において、横軸は時間を、縦軸は振幅を表している。半導体素子に入力される駆動信号はＮＲＺ（Ｎｏｎ　Ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　Ｚｅｒｏ）形式であり、入力電気信号の“０１”信号（ローレベル／ハイレベル信号）に対応して、入力される駆動信号のパルス波形が決まる。同図の左側のように、“１１１１”のように連続して同じ信号が続くような場合には低周波の周波数成分を持ち、同図の右側のように、“０１０１０”のように信号が交互に続く場合には高周波の周波数成分を持つことになる。なお、各破線間の長さが１ビットの間隔を示しており、この１ビットの間隔を最小信号パルスと定義する。
【００３４】
図３（ａ）は、光半導体素子の入力点での電気波形の立ち上がり特性を模式的に示す図であり、（ｂ）は、光半導体素子の入力点での電気波形の立ち下がり特性を模式的に示す図である。同図に示すように、駆動信号の立ち上がり特性と立ち下がり特性とは、上下対象となるだけで、同様な動作なので、立ち上がり特性の動作についてのみ説明する。
【００３５】
図３（ａ）において、図示しない駆動回路のＯＮ波形が整合抵抗４を介して光半導体素子８に入射したときの電気波形は２０である。パッド５のインピーダンスが２５Ω、光半導体素子８のインピーダンスの抵抗分が５Ωであり、入射側のインピーダンスが反射端のインピーダンスよりも僅かに大きいので、同図の２１に示す波形のように光半導体素子８から位相差１８０度で僅かな反射波が発生する。この僅かな反射波である後退波は、パッド５を介して整合抵抗４で再び反射される。この後退波は、入射側のインピーダンスがパッド５の２５Ω、出射側のインピーダンスがマイクロストリップ線路状の整合抵抗４であるため見かけ上４５Ω程度に見え、入射側のインピーダンスが反射端のインピーダンスよりも小さくなるので、同位相の反射波が生じる。この反射波である進行波は同図の２２に示す波形のように１往復分の時間遅れ、つまり最小信号パルスに相当する長さの２倍である５分の１に相当する長さの遅れを生じて、再び光半導体素子８に入射する。その結果、合成した電流波形は同図の２３に示す波形となり、駆動回路からの駆動信号にピーキングがかかることになる。
【００３６】
通常、駆動回路の立ち上がり特性は速く、また、光半導体素子８にレーザダイオードを使用している場合は立ち上がり時の緩和振動現象があるため、立ち上がり時にピーキングが求められることは比較的に少ない。一方、図９駆動回路の立ち下がり特性が遅いことや、光半導体素子には、しきい値バイアスを得るためにバイアス回路（図示しない）などを介して一定の直流電流が流されていることなどから、ピーキングをかけることが困難であった。しかし、この実施の形態１によれば、数％の立ち下がり特性を改善することが可能である。この立ち下がり特性の改善は、波形上では僅かな改善ではあるが、誤り率の改善や、ジッタトレランスの改善に高い効果が得られる。
【００３７】
図４は、マイクロストリップ線路であるパッド５の線路長を可変したときの光半導体素子８に入力される電気信号波形のシミュレーション結果であり、（ａ）は線路長０ｍｍ、（ｂ）は線路長１ｍｍ、（ｃ）は線路長１．５ｍｍ、（ｄ）は線路長２ｍｍ、（ｅ）は線路長３ｍｍ、（ｆ）は線路長５ｍｍのときの波形図である。
【００３８】
図４において、線路長０ｍｍと１ｍｍの電気波形を比較すると、線路長０ｍｍの場合には、マーク（／スペース）レベルに緩やかに立ち上がる（／立ち下がる）が、線路長１ｍｍの場合には、０ｍｍの場合よりも急速に立ち上がる（／立ち下がる）波形となっている。また、線路長１・５ｍｍの場合には、若干オーバーシュート（／アンダーシュート）が生じており、矩形波に近くなっている。２ｍｍ、３ｍｍと徐々に線路長が長くなるにつれて、よりオーバーシュート（／アンダーシュート）が強調された波形となり、また、５ｍｍと更に線路長を長くすると、波形が極端に汚くなる。なお、線路長５ｍｍは、１０Ｇｂ／ｓの電気信号の最小信号パルスに相当する長さの２分の１の長さに相当し、反射波が１往復する間に１ビットずれることに相当する。
【００３９】
図４のシミュレーション結果から、良好な入力電気波形を得るための線路長は、好ましくは０．５〜２．５ｍｍ、すなわち最小信号パルスに相当する長さの２０分の１以上、４分の１以下の長さに選び、またより好ましくは１〜２ｍｍ、すなわち最小信号パルスに相当する長さの１０分の１以上、５分の１以下の長さに選ぶことで、ピーキングを効果的にかけることができる。
【００４０】
図５は、マイクロストリップ線路であるパッド５の線路長を可変したときの光半導体素子８の出力のシミュレーション結果であり、（ａ）は線路長０ｍｍ、（ｂ）は線路長０．４ｍｍ、（ｃ）は線路長０．８ｍｍ、（ｄ）は線路長１．２ｍｍのときの波形図である。同図に示すように、線路長が長くなるにつれて、波形が改善されていることが分かる。また、特開平５−３２７６１７号公報などに示される技術では避けられないジッタの増加もないどころか、波形の横方向のずれが少なくなっており、ジッタが減少していることが分かる。
【００４１】
このように実施の形態１によれば、図１に示すように光半導体素子８と整合抵抗４との間を結合するマイクロストリップ線路であるパッド５の長さを、このパッド５を伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの略１０分の１の長さとしたので、光半導体素子８の光出力波形を劣化させることなく、光半導体素子８に伝達される駆動回路の電気出力波形を改善することができるという効果が得られる。
【００４２】
また、この実施の形態１によれば、整合抵抗４をマイクロストリップ線路２を伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの略１０分の１に相当する位置に配置するだけなので、回路素子を増やすことなく簡易な構成で立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善することができるという効果が得られる。
【００４３】
なお、光半導体素子に駆動回路の出力を伝達する高周波線路をマイクロストリップ線路としたが、グランデッドコプレーナ線路やコプレーナ線路などであってもよい。
【００４４】
また、光半導体素子としては、駆動回路の出力で直接変調する半導体レーザダイオードを用いることができるほか、一定強度の光を出力する光源を別に有する、例えば電界吸収型半導体変調素子等に適用することもできる。
【００４５】
実施の形態２．
図６（ａ）は、この発明の実施の形態２にかかる差動給電方式による光半導体素子のチップキャリアの搭載状態を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。同図（ａ）および（ｂ）において、接地導体３を有するセラミック基板１上に布設されたマイクロストリップ差動線路２ａおよび２ｂが夫々整合抵抗４ａおよび４ｂを介してマイクロストリップ線路であるパッド５ａおよび５ｂに夫々接続される。これらのパッド５ａおよび５ｂに接続されたマイクロストリップ差動線路２ａおよび２ｂのうち、Ｌ字形に屈曲した一方のマイクロストリップ差動線路２ａでは、このマイクロストリップ差動線路２ａに接続されたパッド５ａと光半導体素子８の下面の電極とが半田付けで接続され、他方のマイクロストリップ差動線路２ｂでは、このマイクロストリップ差動線路２ｂに接続されたパッド５ｂと光半導体素子８の上面の電極とがワイヤボンド６によって接続されている。
【００４６】
また、本実施形態では、光半導体素子８の近傍の高周波差動線路の電気長、すなわちパッド５ａ、５ｂの電気長が非対称に形成されている。本実施形態の場合、整合抵抗４ａ、４ｂの抵抗値を僅かに差をつけることによって、夫々の抵抗４ａ、４ｂから反射されて光半導体素子に再入射する夫々の反射波の位相と振幅を適宜に制御して好適な電気波形を形成するようにしている。一方、整合抵抗４ａ、４ｂの抵抗値を同一にした場合には、整合抵抗４ａ、４ｂを差動線路に沿って位置づれ配置して好適な電気波形を得るようにしてもよい。
【００４７】
さらに、光半導体素子８と整合抵抗４ａ、４ｂとの間の差動線路は、本実施形態に限定されるものではなく、それぞれマイクロストリップ差動線路を有する複数の基板を配置して、これらマイクロストリップ差動線路をワイヤボンディングにより接続して形成するようにしてもよい。また、光半導体素子８と整合抵抗４ａ、４ｂとの間の差動線路は、直線的なものだけではなく円弧状の湾曲部を設けてもよい。
【００４８】
図６（ａ）において、図示しない駆動回路からの電気信号が、マイクロストリップ差動線路２ａ−整合抵抗４ａ−パッド５ａの経路で光半導体素子８に供給され、パッド５ｂ−整合抵抗４ｂ−マイクロストリップ差動線路２ｂという経路で帰還する。また一方で、マイクロストリップ差動線路２ｂ−整合抵抗４ｂ−パッド５ｂの経路で光半導体素子８に供給され、パッド５ａ−整合抵抗４ａ−マイクロストリップ差動線路２ａという経路で帰還する。このように差動線路の場合には、差動線路上を電流が交互に正逆に流れるプシュ・プル動作が行われる。
【００４９】
この実施の形態２では、マイクロストリップ差動線路２ａおよび２ｂおよびパッド５ａおよび５ｂのインピーダンスは夫々２５Ω、整合抵抗４ａおよび４ｂはセラミック基板１上に夫々約２０Ωになるように製作されている。また、光半導体素子８は波長１３１０ｎｍを発振する１０Ｇｂ／ｓ伝送用のレーザダイオードでありインピーダンスの抵抗分が５Ωであるため、図示しない駆動回路から見れば夫々のトランジスタ（または電界効果トランジスタ）に対して２５Ωで整合がとれている。また、整合抵抗４ａおよび４ｂは、これらのパッド５ａおよび５ｂを伝搬する駆動信号の最小信号パルスに相当する長さの略１０分の１に相当する位置に配置されている。
【００５０】
差動線路では、この差動線路上を電流が交互に流れるプシュ・プル動作が行われることは上述したとおりであるが、整合抵抗４ａおよび４ｂと光半導体素子８との間の動作については、実施の形態１で説明した単相線路の場合の動作と何ら変わるものではない。したがって、差動線路を用いた場合であっても単相線路を用いたときと同様の効果が得られる。
【００５１】
このように実施の形態２によれば、図４に示すように光半導体素子８と整合抵抗４ａおよび４ｂとの間を結合するマイクロストリップ差動線路であるパッド５ａおよび５ｂの長さを、これらのパッド５ａおよび５ｂを伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの略１０分の１の長さとしたので、光半導体素子８に伝達される駆動回路の出力波形の立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善することができるとともに、部品点数を増やすことなく簡易な構成で実現できるという効果が得られる。
【００５２】
なお、実施の形態１と同様に、光半導体素子と整合抵抗との間を結合するパッドの長さは、好ましくは、最小信号パルスに相当する長さの２０分の１以上、４分の１以下の長さに選び、また、より好ましくは、最小信号パルスに相当する長さの１０分の１以上、５分の１以下の長さに選ぶことで、ピーキングを効果的にかけることができる。
【００５３】
また、光半導体素子に駆動回路の出力を伝達する高周波線路を差動タイプのマイクロストリップ線路としたが、グランデッドコプレーナ線路やコプレーナ線路などであってもよい。
【００５４】
さらに、光半導体素子としては、駆動回路の出力で直接変調する半導体レーザダイオードを用いることができるほか、一定強度の光を出力する光源を別に有する、例えば電界吸収型半導体変調素子等に適用することもできる。
【００５５】
なお、上記各実施形態においては、光信号の方式として一般的なＮＲＺ形式で説明したが、本発明は最近、長距離伝送方式として注目されているＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　Ｚｅｒｏ）形式にも有効であり、同様の効果を奏することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる光半導体素子用マウントによれば、高周波線路上に設けられた整合抵抗と、この整合抵抗と光半導体素子との間の長さが伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの２０分の１以上、４分の１以下の長さである高周波線路とによって、光半導体素子に立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善した電気信号を供給することができるという効果を奏する。
【００５７】
また、この発明にかかる光半導体素子用マウントによれば、高周波線路上に設けられた整合抵抗と、高周波線路が接続された光半導体素子との間の電気的な反射を利用して、光半導体素子に入力する電気信号にピーキングを発生させることができるという効果を奏する。
【００５８】
また、この発明にかかる光半導体素子用マウントによれば、高周波差動線路上に夫々設けられた一対の整合抵抗と、これらの一対の整合抵抗と光半導体素子との間の長さが伝搬中の最小信号パルスに相当する長さの２０分の１以上、４分の１以下の長さである高周波差動線路とによって、光半導体素子に立ち上がり特性、立ち下がり特性を改善した電気信号を供給することができるという効果を奏する。
【００５９】
また、この発明にかかる光半導体素子用マウントによれば、高周波差動線路上に設けられた夫々の整合抵抗と、高周波差動線路が接続された光半導体素子との間の電気的な反射を利用して、光半導体素子に入力する電気信号にピーキングを発生させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、この発明の実施の形態１にかかる単相給電方式による光半導体素子のチップキャリアの搭載状態を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２】最小信号パルスの概念を示す説明図である。
【図３】（ａ）は、光半導体素子の入力点での電気波形の立ち上がり特性を模式的に示す図であり、（ｂ）は、光半導体素子の入力点での電気波形の立ち下がり特性を模式的に示す図である。
【図４】マイクロストリップ線路であるパッドの線路長を可変したときの光半導体素子に入力される電気信号波形のシミュレーション結果であり、（ａ）は線路長０ｍｍ、（ｂ）は線路長１ｍｍ、（ｃ）は線路長１．５ｍｍ、（ｄ）は線路長２ｍｍ、（ｅ）は線路長３ｍｍ、（ｆ）は線路長５ｍｍのときの波形図である。
【図５】マイクロストリップ線路であるパッドの線路長を可変したときの光半導体素子の光出力のシミュレーション結果であり、（ａ）は線路長０ｍｍ、（ｂ）は線路長０．４ｍｍ、（ｃ）は線路長０．８ｍｍ、（ｄ）は線路長１．２ｍｍのときの波形図である。
【図６】（ａ）は、この発明の実施の形態２にかかる差動給電方式による光半導体素子のチップキャリアの搭載状態を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図７】（ａ）は、従来の単相給電方式による光半導体素子のチップキャリアの搭載状態を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図８】（ａ）は、従来の差動給電方式による光半導体素子のチップキャリアの搭載状態を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図９】負電圧駆動の駆動回路から出力される電気信号波形のアイパターンの一例を示す図である。
【符号の説明】
１，１０１　セラミック基板、２，１０２　マイクロストリップ線路、２ａ，２ｂ，１１０　マイクロストリップ差動線路、３，１０３　接地導体、４，４ａ，４ｂ，１０４　整合抵抗、５，５ａ，５ｂ，３０，１０５，１３０　パッド、６，１０６　ワイヤボンド、８，１０８　光半導体素子、４０，１４０　ビアホール。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical semiconductor device mount for transmitting a high-frequency electric signal to an optical semiconductor device that outputs a modulated optical signal.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7A is a top view showing a mounted state of a chip carrier of an optical semiconductor element by a conventional single-phase power supply system, and FIG. 7B is a side view of FIG. 1A and 1B, a microstrip line 102 laid on a ceramic substrate 101 having a ground conductor 103 is connected to a matching resistor 104, and a pad 105 connected to the matching resistor 104 and an optical semiconductor element The electrodes 108 are connected by wire bonds 106. The electrode on the lower surface of the optical semiconductor element 108 is soldered to a pad 130 for soldering, and is connected to the ground conductor 103 through a via hole 140. In this manner, an electric signal from a drive circuit (not shown) is supplied to the optical semiconductor element 108 through the path of the microstrip line 102, the matching resistor 104, and the pad 105.
[0003]
For example, at the time of high-speed modulation such as a modulation signal of 1 Gb / s or more, when the optical semiconductor element 108 shifts from ON to OFF, charges accumulated in the capacitance component of the optical semiconductor element 108 pass through the inductance component of the wire bond 106. In some cases, the battery was discharged slowly, and the fall characteristics deteriorated. In addition, the pad 105 connected to the wire bond 106 is generally provided with the optical semiconductor element 108 and the matching resistor 104 at a minimum interval allowable in assembly from the viewpoint of impedance matching design. ing.
[0004]
FIG. 8A is a top view showing a mounted state of a chip carrier of an optical semiconductor element by a conventional differential feeding method, and FIG. 8B is a side view of FIG. Compared with FIG. 7, the configuration is the same as that of FIG. 7 except that the conductor line is the microstrip differential line 110 and the feeding method is differential feeding.
[0005]
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an electric signal waveform output from a driving circuit driven by negative voltage. In this type of drive circuit, a transistor made of gallium arsenide has been used in the past, but recently, in order to reduce the power consumption of the circuit, a transistor made of a silicon-germanium semiconductor is generally used. It is becoming more and more.
[0006]
Since the drive circuit shown in FIG. 9 is driven by a negative voltage, the rising portion of the electric signal pulse is the portion K1 shown in FIG. 9 and the falling portion is the portion K2. When the fall time (Tf) and the rise time (Tr) are compared, it can be seen that the fall time is very long. As can be easily analogized, when the driving circuit having the characteristics shown in FIG. 9 is combined with the chip carrier shown in FIGS. 7 and 8, when a general semiconductor laser diode is turned on as the optical semiconductor element 108, the relaxation oscillation effect is obtained. However, there is a problem that when the optical semiconductor element 108 is turned off, the characteristics of the output of the drive circuit affect the fall time and the fall time becomes long.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-327617 discloses an example of a circuit in which only the fall time is improved by lowering the input impedance of an optical semiconductor element module as viewed from a drive circuit. However, lowering the input impedance of the optical semiconductor element module increases the number of reflected waves that return to the drive circuit due to impedance mismatch, and consequently increases the jitter of the optical output waveform. In order to prevent this jitter, it is necessary to add a reflection / absorption circuit or the like for absorbing reflected waves as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-200150, for example. Exists.
[0008]
In addition, since the addition of the above-described circuit also lowers the reliability of the entire device, it is necessary to improve the drive circuit waveform with a simple configuration without increasing the number of components.
[0009]
The present invention has been made in view of the above, without deteriorating the optical output waveform of the optical semiconductor element, while improving the rising characteristics and falling characteristics of the output waveform of the drive circuit transmitted to the optical semiconductor element, It is an object of the present invention to obtain an optical semiconductor device mount that can be realized with a simple configuration without increasing the number of components.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical semiconductor device mount according to the present invention includes an optical semiconductor device, a high-frequency line connected to the optical semiconductor device and supplying an electric signal to the optical semiconductor device, and a high-frequency line on the high-frequency line. And a length of the high-frequency line between the optical semiconductor element and the matching resistor is set to be equal to or more than 1/20 of a length corresponding to a minimum signal pulse propagating through the high-frequency line. , Characterized in that the length is not more than a quarter.
[0011]
According to the present invention, the length of the matching resistor provided on the high-frequency line and the length between the matching resistor and the optical semiconductor element is at least 1/20 of the length corresponding to the minimum signal pulse during propagation. With the high-frequency line having a length equal to or less than one-half, it is possible to supply an optical signal with improved rising characteristics and falling characteristics to the optical semiconductor element.
[0012]
In the optical semiconductor device mount according to the next invention, in the above invention, the length of the high-frequency line between the optical semiconductor device and the matching resistor corresponds to a minimum signal pulse propagating through the high-frequency line. It is characterized in that the length is not less than 1/10 and not more than 1/5 of the length.
[0013]
According to the present invention, the length of the matching resistor provided on the high-frequency line and the length between the matching resistor and the optical semiconductor element is one-tenth or more of the length corresponding to the minimum signal pulse during propagation. With the high-frequency line having a length equal to or less than one-half, it is possible to supply an optical signal with improved rising characteristics and falling characteristics to the optical semiconductor element.
[0014]
An optical semiconductor element mount according to the next invention is provided on the optical semiconductor element, a high-frequency differential line connected to the optical semiconductor element and supplying an electric signal to the optical semiconductor element, and provided on the high-frequency differential line, respectively. A pair of matching resistors, and each length of the high-frequency differential line between the optical semiconductor element and the pair of matching resistors corresponds to a minimum signal pulse propagating through the high-frequency differential line. It is characterized in that the length is not less than 1/20 and not more than 1/4 of the length.
[0015]
According to the present invention, the pair of matching resistors provided on the high-frequency differential line, and the length between the pair of matching resistors and the optical semiconductor element corresponds to the minimum signal pulse during propagation. With the high-frequency differential line having a length of 1/20 or more and 1/4 or less of the above, it is possible to supply the optical semiconductor element with an electric signal with improved rising characteristics and falling characteristics.
[0016]
In the optical semiconductor device mount according to the next invention, in the above-mentioned invention, the length of the high-frequency differential line between the optical semiconductor device and the pair of matching resistors propagates through the high-frequency differential line. It is characterized in that the length is one tenth or more and one fifth or less of the length corresponding to the middle minimum signal pulse.
[0017]
According to the present invention, the pair of matching resistors provided on the high-frequency differential line, and the length between the pair of matching resistors and the optical semiconductor element corresponds to the minimum signal pulse during propagation. By using the high-frequency differential line having a length of 1/10 or more and 1/5 or less, an electric signal with improved rising characteristics and falling characteristics can be supplied to the optical semiconductor element.
[0018]
An optical semiconductor device mount according to the next invention is characterized in that, in the above invention, the electric signal supplied to the optical semiconductor device is a high-speed modulation signal of 1 Gb / s or more.
[0019]
According to the present invention, a high-speed modulation signal of 1 Gb / s or more with improved rising characteristics can be supplied to the optical semiconductor element.
[0020]
A mount for an optical semiconductor device according to the next invention is characterized in that, in the above invention, the high-frequency differential line is a microstrip line and is either a coplanar line or a grounded coplanar line.
[0021]
According to the present invention, a mount for an optical semiconductor element can be configured using either a coplanar line or a grounded coplanar line with a microstrip line.
[0022]
The optical semiconductor device mount according to the next invention is characterized in that, in the above invention, the optical semiconductor device is a semiconductor laser diode.
[0023]
According to the present invention, it is possible to supply an electric signal with improved rising characteristics and falling characteristics to a semiconductor laser diode.
[0024]
An optical semiconductor element mount according to the next invention is characterized in that, in the above invention, the optical semiconductor element is an electro-absorption type light modulation element.
[0025]
According to the present invention, it is possible to supply an electric signal with improved rising characteristics and falling characteristics to the electro-absorption type optical modulation element.
[0026]
An optical semiconductor device mount according to the next invention comprises an optical semiconductor device, a high-frequency line having one end connected to the optical semiconductor device and supplying an electric signal to the optical semiconductor device, and a matching line provided on the high-frequency line. And a peaking is generated in the electric signal input to the optical semiconductor element due to electrical reflection between the optical semiconductor element and the matching resistance.
[0027]
According to the present invention, peaking is applied to an electric signal input to the optical semiconductor element by utilizing electric reflection between the matching resistor provided on the high frequency line and the optical semiconductor element to which the high frequency line is connected. Can be generated.
[0028]
A mount for an optical semiconductor device according to the next invention is an optical semiconductor device, and a high-frequency differential line having one end and the other end connected to one end and the other end of the optical semiconductor device, and supplying an electric signal to the optical semiconductor device. And a pair of matching resistors provided on the high-frequency differential line, respectively, and the electrical reflection between the optical semiconductor device and the pair of matching resistors is input to the optical semiconductor device by the electrical reflection. It is characterized in that peaking has occurred in the electric signal.
[0029]
According to the present invention, the input to the optical semiconductor element is performed by utilizing the electrical reflection between each matching resistor provided on the high-frequency differential line and the optical semiconductor element to which the high-frequency differential line is connected. Peaking can be generated in the electrical signal to be generated.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an optical semiconductor element mount according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0031]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1A is a top view showing a mounted state of a chip carrier of an optical semiconductor device by a single-phase power supply system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side view of FIG. 1A and 1B, a microstrip line 2 laid on a ceramic substrate 1 having a ground conductor 3 is connected to a matching resistor 4, and the pad is a microstrip line connected to the matching resistor 4. 5 and an electrode of the optical semiconductor element 8 are connected by a wire bond 6. The electrode on the lower surface of the optical semiconductor element 8 is soldered to a pad 30 for soldering, and is connected to the ground conductor 3 through a via hole 40. In this way, an electric signal from a drive circuit (not shown) is supplied to the optical semiconductor element 8 through the path of the microstrip line 2, the matching resistor 4, and the pad 5.
[0032]
In the first embodiment, the microstrip line 2 and the pad 5 are manufactured so that the impedance is 25Ω and the matching resistor 4 is about 20Ω on the ceramic substrate 1. The optical semiconductor element 8 is a 10 Gb / s transmission laser diode that oscillates at a wavelength of 1310 nm, and has a resistance of 5 Ω. Therefore, the optical semiconductor element 8 is matched at 25 Ω from a driving circuit (not shown). The matching resistor 4 is arranged at a position corresponding to approximately one tenth of the length corresponding to the minimum signal pulse of the drive signal propagating through the pad 5.
[0033]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the concept of the minimum signal pulse. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents amplitude. The drive signal input to the semiconductor element is of the NRZ (Non Return to Zero) type, and the pulse waveform of the input drive signal corresponds to the “01” signal (low level / high level signal) of the input electric signal. Decided. As shown on the left side of the figure, when the same signal continues continuously like "1111", it has a low frequency component, and the signal like "01010" as shown on the right side of the figure. If they continue alternately, they will have high frequency components. Note that the length between the broken lines indicates an interval of 1 bit, and the interval of 1 bit is defined as a minimum signal pulse.
[0034]
FIG. 3A is a diagram schematically illustrating a rising characteristic of an electric waveform at an input point of the optical semiconductor element, and FIG. 3B is a diagram schematically illustrating a falling characteristic of an electric waveform at the input point of the optical semiconductor element. FIG. As shown in the figure, the rising characteristic and the falling characteristic of the drive signal are the same operation except that they are vertically symmetrical. Therefore, only the operation of the rising characteristic will be described.
[0035]
In FIG. 3A, the electrical waveform when the ON waveform of the drive circuit (not shown) is incident on the optical semiconductor element 8 via the matching resistor 4 is 20. Since the impedance of the pad 5 is 25Ω and the resistance of the impedance of the optical semiconductor element 8 is 5Ω, and the impedance on the incident side is slightly larger than the impedance of the reflection end, the optical semiconductor element has a waveform as shown in FIG. 8, a slight reflected wave is generated at a phase difference of 180 degrees. The backward wave, which is a slight reflected wave, is reflected again by the matching resistor 4 via the pad 5. The backward wave has an incident side impedance of 25Ω of the pad 5 and an output side impedance of the microstrip line-shaped matching resistor 4, so that it appears to be approximately 45Ω, and the incident side impedance is smaller than the impedance of the reflection end. Therefore, reflected waves having the same phase are generated. The traveling wave, which is a reflected wave, has a time delay of one round trip as shown by a waveform 22 in the same figure, that is, a delay having a length corresponding to 1/5 which is twice the length corresponding to the minimum signal pulse. And the light enters the optical semiconductor element 8 again. As a result, the synthesized current waveform becomes the waveform shown in FIG. 23, and the driving signal from the driving circuit is peaked.
[0036]
Normally, the rise characteristics of the drive circuit are fast, and when a laser diode is used as the optical semiconductor element 8, there is a relaxation oscillation phenomenon at the time of rise, so that peaking is rarely required at the time of rise. On the other hand, the falling characteristic of the drive circuit in FIG. 9 is slow, and a constant DC current is applied to the optical semiconductor element via a bias circuit (not shown) to obtain a threshold bias. Therefore, it was difficult to apply peaking. However, according to the first embodiment, it is possible to improve the falling characteristics by several percent. Although the improvement of the fall characteristic is a slight improvement on the waveform, it is highly effective in improving the error rate and the jitter tolerance.
[0037]
FIGS. 4A and 4B are simulation results of electric signal waveforms input to the optical semiconductor element 8 when the line length of the pad 5, which is a microstrip line, is varied. FIG. 4A shows a line length of 0 mm, and FIG. 1C, (c) is a line length of 1.5 mm, (d) is a line length of 2 mm, (e) is a line length of 3 mm, and (f) is a waveform diagram of a line length of 5 mm.
[0038]
In FIG. 4, comparing the electrical waveforms of the line length of 0 mm and 1 mm, when the line length is 0 mm, the line gradually rises (/ falls) to the mark (/ space) level, but when the line length is 1 mm, the line length becomes 0 mm. The waveform rises (or falls) more rapidly than in the case of. In the case of a line length of 1.5 mm, a slight overshoot (/ undershoot) occurs, which is close to a rectangular wave. As the line length gradually increases to 2 mm and 3 mm, a waveform in which overshoot (/ undershoot) is emphasized is obtained, and when the line length is further increased to 5 mm, the waveform becomes extremely dirty. Note that the line length of 5 mm corresponds to a half of the length corresponding to the minimum signal pulse of the electric signal of 10 Gb / s, and corresponds to a shift of one bit during one round trip of the reflected wave.
[0039]
According to the simulation result of FIG. 4, the line length for obtaining a good input electric waveform is preferably 0.5 to 2.5 mm, that is, one-twentieth or more and one-fourth of the length corresponding to the minimum signal pulse. The peaking is effectively applied by selecting a length of less than or equal to 1 to 2 mm, that is, a length that is 1/10 or more and 1/5 or less of the length corresponding to the minimum signal pulse. be able to.
[0040]
FIGS. 5A and 5B are simulation results of the output of the optical semiconductor element 8 when the line length of the pad 5 which is a microstrip line is varied. FIG. 5A shows a line length of 0 mm, FIG. (c) is a waveform diagram when the line length is 0.8 mm, and (d) is a waveform diagram when the line length is 1.2 mm. As shown in the figure, it can be seen that the waveform is improved as the line length becomes longer. In addition, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-327617 does not increase the jitter, which is inevitable, and the horizontal shift of the waveform is reduced, which indicates that the jitter is reduced.
[0041]
As described above, according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the length of the pad 5, which is a microstrip line that couples between the optical semiconductor element 8 and the matching resistor 4, Since the length is approximately one-tenth of the length corresponding to the minimum signal pulse, the electric output waveform of the drive circuit transmitted to the optical semiconductor element 8 is improved without deteriorating the optical output waveform of the optical semiconductor element 8. The effect is obtained.
[0042]
Further, according to the first embodiment, since the matching resistor 4 is merely disposed at a position corresponding to approximately one-tenth of the length corresponding to the minimum signal pulse propagating through the microstrip line 2, the circuit element is not required. The effect is obtained that the rising characteristic and the falling characteristic can be improved with a simple configuration without increasing the number.
[0043]
Note that the high-frequency line that transmits the output of the drive circuit to the optical semiconductor element is a microstrip line, but may be a grounded coplanar line, a coplanar line, or the like.
[0044]
Also, as the optical semiconductor element, a semiconductor laser diode that directly modulates with the output of the drive circuit can be used, and another light source that outputs light of a constant intensity can be used, such as an electroabsorption type semiconductor modulation element. You can also.
[0045]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 6A is a top view showing a mounted state of a chip carrier of an optical semiconductor element by a differential power supply system according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a side view of FIG. 1A and 1B, microstrip differential lines 2a and 2b laid on a ceramic substrate 1 having a ground conductor 3 are pads 5a and 5a which are microstrip lines via matching resistors 4a and 4b, respectively. 5b. Of the microstrip differential lines 2a and 2b connected to these pads 5a and 5b, one of the microstrip differential lines 2a bent in an L-shape is connected to the pad 5a connected to the microstrip differential line 2a. The electrode on the lower surface of the optical semiconductor element 8 is connected by soldering. On the other microstrip differential line 2b, the pad 5b connected to the microstrip differential line 2b and the electrode on the upper surface of the optical semiconductor element 8 are connected. They are connected by wire bonds 6.
[0046]
Further, in the present embodiment, the electrical length of the high-frequency differential line near the optical semiconductor element 8, that is, the electrical length of the pads 5a and 5b is formed asymmetrically. In the case of the present embodiment, the phases and amplitudes of the reflected waves reflected from the respective resistors 4a and 4b and re-entering the optical semiconductor element are appropriately adjusted by slightly differentiating the resistance values of the matching resistors 4a and 4b. To form a suitable electric waveform. On the other hand, when the resistance values of the matching resistors 4a and 4b are the same, the matching resistors 4a and 4b may be positioned and arranged along the differential line to obtain a suitable electric waveform.
[0047]
Further, the differential line between the optical semiconductor element 8 and the matching resistors 4a and 4b is not limited to the present embodiment, and a plurality of substrates each having a microstrip differential line are arranged and these differential lines are arranged. The strip differential line may be formed by connecting by wire bonding. Further, the differential line between the optical semiconductor element 8 and the matching resistors 4a and 4b may be provided not only with a straight line but also with an arcuate curved portion.
[0048]
In FIG. 6A, an electric signal from a drive circuit (not shown) is supplied to the optical semiconductor element 8 through a path of the microstrip differential line 2a-matching resistor 4a-pad 5a, and the pad 5b-matching resistor 4b-microstrip The feedback is made via the path of the differential line 2b. On the other hand, it is supplied to the optical semiconductor element 8 through the path of the microstrip differential line 2b-matching resistor 4b-pad 5b, and is fed back through the path of pad 5a-matching resistor 4a-microstrip differential line 2a. As described above, in the case of the differential line, a push-pull operation in which a current alternately flows forward and reverse on the differential line is performed.
[0049]
In the second embodiment, the microstrip differential lines 2a and 2b and the pads 5a and 5b are manufactured so that the impedance is 25Ω, respectively, and the matching resistors 4a and 4b are formed on the ceramic substrate 1 so as to be approximately 20Ω, respectively. The optical semiconductor element 8 is a 10 Gb / s transmission laser diode that oscillates at a wavelength of 1310 nm and has an impedance resistance of 5Ω. Therefore, when viewed from a drive circuit (not shown), each transistor (or field effect transistor) At 25Ω. The matching resistors 4a and 4b are arranged at positions corresponding to approximately one tenth of the length corresponding to the minimum signal pulse of the drive signal propagating through these pads 5a and 5b.
[0050]
As described above, in the differential line, a push-pull operation in which a current alternately flows on the differential line is performed. However, regarding the operation between the matching resistors 4a and 4b and the optical semiconductor element 8, There is no difference from the operation in the case of the single-phase line described in the first embodiment. Therefore, even when a differential line is used, the same effect as when a single-phase line is used can be obtained.
[0051]
As described above, according to the second embodiment, as shown in FIG. 4, the lengths of pads 5a and 5b, which are microstrip differential lines coupling between optical semiconductor element 8 and matching resistors 4a and 4b, Of the output waveform of the drive circuit transmitted to the optical semiconductor element 8, the rising and falling characteristics of the pad 5a and 5b are approximately one tenth of the length corresponding to the minimum signal pulse during propagation. It is possible to obtain an effect that it can be improved and can be realized with a simple configuration without increasing the number of parts.
[0052]
As in the first embodiment, the length of the pad for coupling between the optical semiconductor element and the matching resistor is preferably 20 times or more and 1/4 or more of the length corresponding to the minimum signal pulse. Peaking can be effectively applied by selecting the length to be less than or equal to, and more preferably, selecting the length equal to or more than one-tenth and one-fifth or less of the length corresponding to the minimum signal pulse. .
[0053]
Further, the high-frequency line for transmitting the output of the drive circuit to the optical semiconductor element is a differential type microstrip line, but may be a grounded coplanar line or a coplanar line.
[0054]
Further, as the optical semiconductor element, a semiconductor laser diode that directly modulates with the output of the driving circuit can be used, and the optical semiconductor element has a separate light source that outputs light of a constant intensity. You can also.
[0055]
In the above embodiments, the general NRZ format has been described as the optical signal format. However, the present invention is also effective for the RZ (Return to Zero) format, which has recently attracted attention as a long-distance transmission format. The same effect can be obtained.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical semiconductor device mount of the present invention, the matching signal provided on the high-frequency line and the length between the matching resistor and the optical semiconductor device are the minimum signal pulse during propagation. With the high-frequency line having a length equal to or more than 1/20 and equal to or less than 1/4 of the length corresponding to the above, an electric signal with improved rising characteristics and falling characteristics can be supplied to the optical semiconductor element. To play.
[0057]
Further, according to the optical semiconductor device mount of the present invention, the optical semiconductor device is provided by utilizing the electrical reflection between the matching resistor provided on the high-frequency line and the optical semiconductor device to which the high-frequency line is connected. There is an effect that peaking can be generated in an electric signal input to the element.
[0058]
According to the optical semiconductor device mount of the present invention, the pair of matching resistors provided on the high-frequency differential line and the length between the pair of matching resistors and the optical semiconductor device are propagated. A high-frequency differential line having a length equal to or more than 1/20 and equal to or less than 1/4 of the length corresponding to the minimum signal pulse of the above, supplies an electric signal to the optical semiconductor element with improved rising characteristics and falling characteristics. It has the effect that it can be done.
[0059]
Further, according to the optical semiconductor device mount of the present invention, the electrical reflection between each matching resistor provided on the high-frequency differential line and the optical semiconductor device to which the high-frequency differential line is connected is reduced. Utilizing this, there is an effect that peaking can be generated in an electric signal input to the optical semiconductor element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a top view showing a mounted state of a chip carrier of an optical semiconductor device by a single-phase power supply system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side view of FIG. is there.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the concept of a minimum signal pulse.
FIG. 3A is a diagram schematically illustrating a rising characteristic of an electric waveform at an input point of the optical semiconductor element, and FIG. 3B is a diagram illustrating a falling characteristic of an electric waveform at an input point of the optical semiconductor element; It is a figure which shows typically.
4A and 4B are simulation results of electric signal waveforms input to the optical semiconductor element when the line length of a pad, which is a microstrip line, is varied. FIG. 4A shows a line length of 0 mm, FIG. (C) is a waveform diagram when the line length is 1.5 mm, (d) is a line length 2 mm, (e) is a line length 3 mm, and (f) is a waveform diagram when the line length is 5 mm.
5A and 5B are simulation results of the optical output of the optical semiconductor element when the line length of a pad which is a microstrip line is varied. FIG. 5A shows a line length of 0 mm, FIG. () Is a waveform diagram when the line length is 0.8 mm, and (d) is a waveform diagram when the line length is 1.2 mm.
FIG. 6A is a top view showing a mounted state of a chip carrier of an optical semiconductor element by a differential feeding method according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a side view of FIG. is there.
FIG. 7A is a top view showing a mounted state of a chip carrier of an optical semiconductor element by a conventional single-phase power supply system, and FIG. 7B is a side view of FIG.
FIG. 8A is a top view showing a mounted state of a chip carrier of an optical semiconductor element by a conventional differential feeding method, and FIG. 8B is a side view of FIG.
FIG. 9 is a diagram showing an example of an eye pattern of an electric signal waveform output from a driving circuit driven by negative voltage.
[Explanation of symbols]
1,101 ceramic substrate, 2,102 microstrip line, 2a, 2b, 110 microstrip differential line, 3,103 ground conductor, 4,4a, 4b, 104 matching resistance, 5,5a, 5b, 30,105, 130 pad, 6,106 wire bond, 8,108 optical semiconductor device, 40,140 via hole.

Claims

An optical semiconductor element;
A high-frequency line connected to the optical semiconductor element and supplying an electric signal to the optical semiconductor element;
A matching resistor provided on the high-frequency line,
With
The length of the high-frequency line between the optical semiconductor element and the matching resistor is set to a length of not less than 20 times and not more than 1/4 of the length corresponding to the minimum signal pulse propagating through the high-frequency line. A mount for an optical semiconductor device.

The length of the high-frequency line between the optical semiconductor element and the matching resistor is set to a length not less than one-tenth and not more than one-fifth of a length corresponding to a minimum signal pulse propagating through the high-frequency line. The mount for an optical semiconductor device according to claim 1, wherein

An optical semiconductor element;
A high-frequency differential line connected to the optical semiconductor element and supplying an electric signal to the optical semiconductor element;
A pair of matching resistors respectively provided on the high-frequency differential line,
With
The length of each of the high-frequency differential lines between the optical semiconductor element and the pair of matching resistors is at least 1/20 of the length corresponding to the minimum signal pulse propagating through the high-frequency differential line, An optical semiconductor element mount having a length of not more than a quarter.

The length of each of the high-frequency differential lines between the optical semiconductor element and the pair of matching resistors is one-tenth or more of the length corresponding to the minimum signal pulse propagating through the high-frequency differential lines, 4. The optical semiconductor device mount according to claim 3, wherein the length is not more than 1/5.

The optical semiconductor element mount according to claim 1, wherein the electric signal supplied to the optical semiconductor element is a high-speed modulation signal of 1 Gb / s or more.

5. The optical semiconductor device mount according to claim 1, wherein the high-frequency differential line is a microstrip line and is one of a coplanar line and a grounded coplanar line.

The optical semiconductor device mount according to claim 1, wherein the optical semiconductor device is a semiconductor laser diode.

The optical semiconductor device mount according to claim 1, wherein the optical semiconductor device is an electro-absorption type light modulation device.

An optical semiconductor element;
A high-frequency line having one end connected to the optical semiconductor element and supplying an electric signal to the optical semiconductor element;
A matching resistor provided on the high-frequency line,
With
An optical semiconductor element mount, wherein peaking occurs in the electric signal input to the optical semiconductor element due to electrical reflection between the optical semiconductor element and the matching resistor.

An optical semiconductor element;
One end and the other end are connected to one end and the other end of the optical semiconductor element, respectively, a high-frequency differential line that supplies an electric signal to the optical semiconductor element,
A pair of matching resistors respectively provided on the high-frequency differential line,
With
An optical semiconductor device mount, wherein peaking occurs in the electric signal input to the optical semiconductor device due to electrical reflection between the optical semiconductor device and the pair of matching resistors.