JP2005039300A - Optical semiconductor module - Google Patents

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Taisuke Miyazaki
泰典 宮崎
Toshio Sogo
敏雄 十河
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical semiconductor module having an excellent capability. <P>SOLUTION: The optical semiconductor module is provided with a substrate and an array semiconductor laser element mounted on the substrate and made of a plurality of modulator-attached semiconductor laser elements arrayed such that their major surfaces and end surfaces are respectively made flush, each of the modulator-attached semiconductor laser elements having a modulator section provided with a surface electrode on the surface, and a laser section having surface electrodes on the surface with an optical axis arranged in alignment with the optical axis of the modulator section, and the plurality of modulator-attached semiconductor laser elements made of the modulator-attached semiconductor laser elements having different distances between respective emission end surfaces of laser beams and the modulator sections, wherein on the substrate, a plurality of linear strip lines with the ends connected with the surface electrodes of the modulator sections of respective modulator-attached semiconductor laser elements, extending in the direction perpendicular to the respective optical axes of the modulator-attached semiconductor laser elements, and feed lines connected to the respective surface electrodes of the respective laser section of the modulator-attached semiconductor laser elements are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、光半導体モジュールに関し、特に、大容量光ファイバ通信に用いられる超高速変調器付半導体レーザ素子を備えた光半導体モジュールに関するものである。   The present invention relates to an optical semiconductor module, and more particularly to an optical semiconductor module including a semiconductor laser element with an ultrahigh-speed modulator used for large-capacity optical fiber communication.

図5は従来の変調器付半導体レーザ素子を備えた光半導体モジュールの構造を説明するための図であり、図5(a) は変調器付半導体レーザ素子の構造を示す斜視図、図5(b) は変調器付半導体レーザ素子を載置するための基板の構造を示す斜視図、及び図5(c) は変調器付半導体レーザ素子を基板に載置してなる光半導体モジュールの構造を示す斜視図である。図において、1001は変調器付半導体レーザ素子、1002a、1002bは変調器付半導体レーザ素子1001の変調器部1020の表面に設けられた表面電極、1003a、1003bは変調器部1020の裏面側と導通された裏面用電極、1004は変調器付半導体レーザ素子1001のレーザ部1040の表面電極、1005はレーザ部1040の裏面側と導通された裏面用電極である。基板1012は高周波の損失の少ないアルミナ等の材料からなる板状部材であるマイクロストリップライン基板1006を、CuW等からなるチップキャリア1011上に配置してなる。チップキャリア1011はマイクロストリップライン基板1006を補強する機能を有するとともに、マイクロストリップ線路の接地導体となるものである。1007a、1007b、1007d、及び1007eはマイクロストリップライン基板1006上に配置された金メッキ等からなるストリップ線路、1007cはマイクロストリップライン基板1006上に配置された金メッキ等からなる給電線路、1007fは金メッキ等からなる接地用線路、1008はストリップ線路1007b上に設けられた50Ωの終端抵抗、1009b、1009d、1009e、1009fはその内面が金メッキ等によりメタライズされた、マイクロストリップライン基板1006表面のストリップ線路とチップキャリア1011とを導通させるためのスルーホールである。   FIG. 5 is a diagram for explaining the structure of an optical semiconductor module provided with a conventional semiconductor laser device with a modulator. FIG. 5 (a) is a perspective view showing the structure of the semiconductor laser device with a modulator. b) is a perspective view showing the structure of the substrate on which the semiconductor laser element with modulator is placed, and FIG. 5C is the structure of the optical semiconductor module in which the semiconductor laser element with modulator is placed on the substrate. It is a perspective view shown. In the figure, 1001 is a semiconductor laser element with a modulator, 1002a and 1002b are surface electrodes provided on the surface of the modulator part 1020 of the semiconductor laser element with modulator 1001, and 1003a and 1003b are electrically connected to the back side of the modulator part 1020. The back surface electrode 1004 is a surface electrode of the laser portion 1040 of the modulator-equipped semiconductor laser element 1001, and 1005 is a back surface electrode electrically connected to the back surface side of the laser portion 1040. The substrate 1012 is formed by disposing a microstrip line substrate 1006, which is a plate-like member made of a material such as alumina, with low loss of high frequency on a chip carrier 1011 made of CuW or the like. The chip carrier 1011 functions to reinforce the microstrip line substrate 1006 and serves as a ground conductor for the microstrip line. 1007a, 1007b, 1007d, and 1007e are strip lines made of gold plating or the like disposed on the microstrip line substrate 1006, 1007c is a feed line made of gold plating or the like disposed on the microstrip line substrate 1006, and 1007f is made of gold plating or the like. 1008 is a 50Ω termination resistor provided on the strip line 1007b, and 1009b, 1009d, 1009e, and 1009f are metallized inner surfaces of the microstrip line substrate 1006, such as gold plating, and a chip carrier. This is a through hole for conducting to 1011.

この光半導体モジュールは、変調器付半導体レーザ素子1001を、その表面が、マイクロストリップライン基板1006の表面に向かい合うように、マイクロストリップライン基板1006上に載置することにより構成されており、表面電極1002aとストリップ線路1007a、表面電極1002bとストリップ線路1007b、裏面用電極1003aとストリップ線路1007d、裏面用電極1003bとストリップ線路1007e、表面電極1004と給電線路1007c、及び裏面用電極1005と接地用線路1007fとがそれぞれ互いに接着されている。   This optical semiconductor module is configured by placing a semiconductor laser element 1001 with a modulator on a microstrip line substrate 1006 so that the surface thereof faces the surface of the microstrip line substrate 1006, and a surface electrode. 1002a and strip line 1007a, surface electrode 1002b and strip line 1007b, back electrode 1003a and strip line 1007d, back electrode 1003b and strip line 1007e, surface electrode 1004 and feed line 1007c, back electrode 1005 and ground line 1007f Are bonded to each other.

図6は光半導体モジュールの組み立て方法を説明するための図であり、図において、図5と同一符号は同一または相当する部分を示している。この従来の光半導体モジュールは、変調器付半導体レーザ素子1001と、基板12とを用意し、レーザ素子1001の表面の各電極上に、AuSnはんだバンプ1010をそれぞれ形成しておき、この変調器付半導体レーザ素子1001を、予め340℃程度に加熱しておいたマイクロストリップライン基板1006上に、その表面同士が互いに向かい合うように載置し、レーザ素子1001の変調器部側の表面電極1002a,1002b、裏面用電極1003a,1003b、レーザ部側の表面電極1004、及び裏面用電極1005をそれぞれマイクロストリップ線路1007a、1007b,1007d,1007e、給電線路1007c,及び接地用線路1007fにAuSnはんだバンプ1010を介して圧着させ、昇温して接着することにより形成される。   FIG. 6 is a view for explaining a method of assembling the optical semiconductor module. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or corresponding parts. In this conventional optical semiconductor module, a semiconductor laser element 1001 with a modulator and a substrate 12 are prepared, and AuSn solder bumps 1010 are respectively formed on the respective electrodes on the surface of the laser element 1001. The semiconductor laser element 1001 is placed on a microstrip line substrate 1006 that has been heated to about 340 ° C. so that the surfaces thereof face each other, and the surface electrodes 1002a and 1002b on the modulator side of the laser element 1001 are placed. The back surface electrodes 1003a and 1003b, the laser-side surface electrode 1004, and the back surface electrode 1005 are respectively connected to the microstrip lines 1007a, 1007b, 1007d, and 1007e, the feed line 1007c, and the ground line 1007f through AuSn solder bumps 1010. Press and heat up It is formed by deposition.

次に、従来の光半導体モジュールに用いられる変調器付半導体レーザ素子の製造方法、及びレーザ素子上へのはんだバンプの製造方法を図4を用いて説明する。図4は従来の変調器付半導体レーザチップの製造方法及びはんだバンプの製造方法を示す工程図であり、レーザ共振器長方向に垂直な断面図である。図4において、1051はアンドープInP基板、レーザ部においては活性層となる1052は導波層、1062はp型InP第2クラッド層、1053は高抵抗InP電流ブロック層、1054はn型InPホールトラップ層、1055はp型InP第1クラッド層、1056はp型InGaAsコンタクト層、1057はエッチングにより形成した溝、1058はSiO2 絶縁膜、1059はCr/Au膜、1060は表面電極、1061は裏面用電極である。 Next, a method for manufacturing a semiconductor laser device with a modulator used in a conventional optical semiconductor module and a method for manufacturing solder bumps on the laser device will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a process diagram showing a conventional method of manufacturing a semiconductor laser chip with a modulator and a method of manufacturing a solder bump, and is a cross-sectional view perpendicular to the laser resonator length direction. In FIG. 4, 1051 is an undoped InP substrate, 1052 is an active layer in the laser part, 1052 is a waveguide layer, 1062 is a p-type InP second cladding layer, 1053 is a high-resistance InP current blocking layer, and 1054 is an n-type InP hole trap. 1055 is a p-type InGaAs contact layer, 1056 is a trench formed by etching, 1057 is a SiO 2 insulating film, 1059 is a Cr / Au film, 1060 is a front electrode, and 1061 is a back surface. Electrode.

まず、最初に、図4(a) に示すように、アンドープInP基板1051上に、導波路1052とp型InP第2クラッド層1062とを結晶成長させ、これを基板1051に達する深さまでエッチングすることによりレーザ共振器長となる方向に伸びる所定幅のリッジストライプ形状に加工した後、リッジストライプ形状部分を埋め込むように、高抵抗InP電流ブロック層1053,n型InPホールトラップ層1054を成長し、ついでp型InPクラッド層1055,p型InGaAsコンタクト層1056を成長する。なお、レーザ部を形成する領域の導波層1052上には回折格子を形成するが、ここでは省略している。また、変調器部とレーザ部とを電気的に分離するためにこの領域の間にアイソレーション領域を形成するがここでは省略している。   First, as shown in FIG. 4A, a waveguide 1052 and a p-type InP second cladding layer 1062 are grown on an undoped InP substrate 1051 and etched to a depth reaching the substrate 1051. After processing into a ridge stripe shape having a predetermined width extending in the direction of the laser resonator length, a high resistance InP current blocking layer 1053 and an n-type InP hole trap layer 1054 are grown so as to embed the ridge stripe shape portion, Next, a p-type InP cladding layer 1055 and a p-type InGaAs contact layer 1056 are grown. Note that a diffraction grating is formed on the waveguide layer 1052 in the region where the laser portion is formed, but is omitted here. Further, an isolation region is formed between these regions in order to electrically separate the modulator portion and the laser portion, but they are omitted here.

さらに、図4(b) に示すように、変調器部の容量低減のため,及び素子の裏面側との導通のために、リッジストライプ形状部分が形成されていない領域に、アンドープInP基板1051に到達するようにエッチングにより開口部1057を形成し、図4(c) に示すように、SiO2 絶縁膜1058を基板1051の表面全体に成膜した後、導波路1052の直上及び溝1057の最深部に、それぞれ、コンタクト層1056及びアンドープInP基板1051が底面に露出した開口部を設ける。その後、図4(d) に示すように、Cr/Au膜1059を基板1051上全面に形成し、図4(e) に示すように、パターニングにより導波層1052上の領域と開口部1057上の領域とでCr/Au膜1059を分離し、表面電極1060と、裏面用電極1061とを形成して変調器付半導体レーザ素子1001を得る。 Further, as shown in FIG. 4 (b), an undoped InP substrate 1051 is formed in a region where the ridge stripe shape portion is not formed in order to reduce the capacitance of the modulator section and to conduct to the back side of the element. An opening 1057 is formed by etching so as to reach, and an SiO 2 insulating film 1058 is formed on the entire surface of the substrate 1051 as shown in FIG. 4C, and then directly above the waveguide 1052 and deepest of the groove 1057. Each of the openings is provided with an opening in which the contact layer 1056 and the undoped InP substrate 1051 are exposed on the bottom surface. Thereafter, as shown in FIG. 4 (d), a Cr / Au film 1059 is formed on the entire surface of the substrate 1051, and as shown in FIG. 4 (e), the region on the waveguide layer 1052 and the opening 1057 are formed by patterning. In this region, the Cr / Au film 1059 is separated, and a front surface electrode 1060 and a back surface electrode 1061 are formed to obtain a semiconductor laser device 1001 with a modulator.

さらに、図4(f) に示すように、レーザ素子1001表面全体をレジストで覆い、その一部を露光技術を用いて窓開けし、その上にAuメッキとSnメッキを順次行い、レジストを除去する。これにより、Au組成80%、Sn組成20%の合金となる融点280℃のAuSnはんだバンプ1010が得られる。   Further, as shown in FIG. 4 (f), the entire surface of the laser device 1001 is covered with a resist, a part of the window is opened using an exposure technique, and Au plating and Sn plating are sequentially performed thereon to remove the resist. To do. As a result, an AuSn solder bump 1010 having a melting point of 280 ° C., which is an alloy having an Au composition of 80% and an Sn composition of 20%, is obtained.

この光半導体モジュールでは、チップキャリア1011を接地させて変調器付半導体レーザ素子の裏面用電極1003a,1003b,1005を接地電位とし、給電線路1007cからレーザ部にDC電流を注入してレーザ部においてレーザ光を発生させ、マイクロストリップライン1007dから変調器部に変調信号を印加することで、このレーザ光を変調させて、端面から変調光が得られる。   In this optical semiconductor module, the chip carrier 1011 is grounded, the back surface electrodes 1003a, 1003b, and 1005 of the modulator-equipped semiconductor laser element are set to the ground potential, and a DC current is injected from the feed line 1007c into the laser unit to cause the laser in the laser unit. By generating light and applying a modulation signal to the modulator section from the microstrip line 1007d, the laser light is modulated and modulated light can be obtained from the end face.

従来の光半導体モジュールは、変調器付半導体レーザ素子1001を載置するマイクロストリップライン基板1006として高周波の損失角が小さいアルミナの単一基板を用い、その上に変調器付半導体レーザ素子1001の変調器部1020とレーザ部1040とをともに接着するようにしていた。しかしながら、このようにすると、アルミナの熱伝導率は0.3W/cm・℃と小さいためにレーザ部1040に電流を注入したときに発光領域付近で生ずる熱を拡散するのが難しく放熱性が悪くなり、発光領域付近の温度上昇が大きくなるために、特に高温時に動作させる場合には、充分な光出力を低消費電流で得ることが難しいという問題があった。   In the conventional optical semiconductor module, a single substrate of alumina having a small high-frequency loss angle is used as the microstrip line substrate 1006 on which the semiconductor laser device 1001 with modulator is mounted, and the modulation of the semiconductor laser device 1001 with modulator is formed thereon. The vessel portion 1020 and the laser portion 1040 are bonded together. However, since the thermal conductivity of alumina is as low as 0.3 W / cm · ° C. in this way, it is difficult to diffuse the heat generated in the vicinity of the light emitting region when current is injected into the laser unit 1040 and the heat dissipation is poor. Therefore, since the temperature rise near the light emitting region becomes large, there is a problem that it is difficult to obtain a sufficient light output with a low current consumption particularly when operating at a high temperature.

逆に、マイクロストリップライン基板としてレーザ部のサブマウント材として一般的に用いられるSiC等の熱伝導率が2.6W/cm・℃と高い材料を用いた場合、熱伝送性には優れるものの高周波の損失角が大きく、変調器部においてDCから数十GHzまでの幅広い周波数範囲で優れた高周波特性を得ることが困難となるという問題があった。
したがって、優れた高周波特性を有するとともに、高温時においても動作可能である、高性能な光半導体モジュールを得ることは非常に困難であった。
Conversely, when a material having a high thermal conductivity of 2.6 W / cm · ° C. such as SiC, which is generally used as a submount material of a laser part as a microstrip line substrate, is excellent in heat transferability but high frequency There is a problem that it is difficult to obtain excellent high frequency characteristics in a wide frequency range from DC to several tens GHz in the modulator section.
Therefore, it has been very difficult to obtain a high-performance optical semiconductor module that has excellent high-frequency characteristics and can operate even at high temperatures.

一方、図7は従来の他の光半導体モジュールの構造を説明するための斜視図であり、図において、図5と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、アレイ型変調器付半導体レーザチップ2001は図5において説明した変調器付半導体レーザ素子1001を複数、その光軸が平行になるように併設して形成されている。但し、ここでは、このレーザ素子1001の表面には裏面用電極を設けず、素子の裏面に共通の裏面電極(図示せず)を設けるようにしている。2002は半導体レーザ部、2003は変調器部、2005は材料が高周波の損失の少ないアルミナ等の板状部材からなっているマイクロストリップライン基板で、その裏面には図示していないが接地導体が設けられている。2006はマイクロストリップライン基板2005上に配置された、上記アレイ型変調器付半導体レーザ素子2001の光軸に対して垂直な方向に伸びるように配置された、それぞれのアレイ型変調器付半導体レーザ素子2001側の端部が光軸方向において同一直線上に配列されている、高周波信号を印加するための複数のストリップ線路で、このストリップ線路2006の本数はアレイ型変調器付半導体レーザ素子2001を構成する各半導体レーザ素子1001の数と同数とする。2007は上記アレイ型変調器付半導体レーザ素子2001の光軸に対して垂直な方向において等間隔で同一直線上に配列された給電線路で、その配列間隔は、アレイ型変調器付半導体レーザ素子2001を構成するレーザ素子1001同士の間隔と等しい間隔となっている。2010は2006はマイクロストリップライン基板2005上に配置された、上記アレイ型変調器付半導体レーザ素子2001の光軸に対して垂直な方向に伸びるように配置された、それぞれのアレイ型変調器付半導体レーザ素子2001側の端部が光軸方向において同一直線上に配列されている複数のストリップ線路で、複数のストリップ線路2010と複数のストリップ線路2006とはそれぞれアレイ型変調器付半導体レーザ素子2001の両側に配置されている。2008は複数のストリップ線路2010のそれぞれに挿入された終端抵抗、2009はその内部に金メッキ等のメタライズがなされているスルーホールで、マイクロストリップライン基板2005裏面の接地導体と複数のストリップ線路2010のそれぞれとを接続している。   On the other hand, FIG. 7 is a perspective view for explaining the structure of another conventional optical semiconductor module. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or corresponding parts. The chip 2001 is formed by arranging a plurality of semiconductor laser elements 1001 with a modulator described with reference to FIG. 5 so that their optical axes are parallel to each other. However, here, a back electrode is not provided on the surface of the laser element 1001, but a common back electrode (not shown) is provided on the back surface of the element. 2002 is a semiconductor laser section, 2003 is a modulator section, and 2005 is a microstrip line substrate made of a plate-like member made of alumina or the like with a low high-frequency loss. It has been. Reference numeral 2006 denotes a semiconductor laser element with an array type modulator arranged on the microstrip line substrate 2005 so as to extend in a direction perpendicular to the optical axis of the semiconductor laser element with an array type modulator 2001. A plurality of strip lines for applying a high-frequency signal whose end portions on the side of 2001 are arranged on the same straight line in the optical axis direction. The number of strip lines 2006 constitutes the semiconductor laser element 2001 with an array type modulator. The number of semiconductor laser elements 1001 is the same as the number of semiconductor laser elements 1001 to be processed. Reference numeral 2007 denotes a feed line arranged on the same straight line at equal intervals in a direction perpendicular to the optical axis of the semiconductor laser element with an array type modulator 2001. The arrangement interval is the semiconductor laser element 2001 with an array type modulator. The interval is equal to the interval between the laser elements 1001 constituting the. Reference numeral 2010 denotes a semiconductor with an array type modulator arranged so as to extend in a direction perpendicular to the optical axis of the semiconductor laser element with an array type modulator 2001 arranged on the microstrip line substrate 2005. A plurality of strip lines in which end portions on the laser element 2001 side are arranged on the same straight line in the optical axis direction, and the plurality of strip lines 2010 and the plurality of strip lines 2006 are each of the semiconductor laser element 2001 with an array type modulator. Located on both sides. Reference numeral 2008 denotes a termination resistor inserted into each of the plurality of strip lines 2010, and 2009 denotes a through hole in which metallization such as gold plating is made, and each of the ground conductor on the back surface of the microstrip line substrate 2005 and each of the plurality of strip lines 2010. And connected.

この光半導体モジュールにおいては、マイクロストリップライン基板2005上に、アレイ型変調器付半導体レーザ素子2001が、その裏面が、マイクロストリップライン基板2005の表面に対向するように載置されて接着されている。そして金線等のボンディングワイヤ2004により、各ストリップ線路2006と、アレイ型変調器付半導体レーザ素子2001を構成する各半導体レーザ素子1001の変調器部2003側の表面電極1002aとが、また、各ストリップ線路2010と、各半導体レーザ素子1001の変調器部2003側の各表面電極1002bとが接続されている。また、アレイ型変調器付半導体レーザ素子2001の裏面電極は、マイクロストリップライン基板2005の、該素子2001を載置する位置に設けられた接地用の金属膜等に接着され接地される。   In this optical semiconductor module, an array type modulator-equipped semiconductor laser element 2001 is placed and bonded on a microstrip line substrate 2005 so that the back surface thereof faces the surface of the microstrip line substrate 2005. . Each strip line 2006 and the surface electrode 1002a on the modulator section 2003 side of each semiconductor laser element 1001 constituting the semiconductor laser element 2001 with an array type modulator are bonded to each strip by a bonding wire 2004 such as a gold wire. The line 2010 is connected to each surface electrode 1002b on the modulator section 2003 side of each semiconductor laser element 1001. The back electrode of the semiconductor laser element with an array type modulator 2001 is bonded and grounded to a grounding metal film or the like provided on the microstrip line substrate 2005 at a position where the element 2001 is placed.

この光半導体モジュールでは、チップキャリア1011を接地させ、アレイ型変調器付半導体レーザ素子2001の裏面電極(図示せず)を接地電位とし、各給電線路1007cからアレイ型変調器付半導体レーザ素子2001の各レーザ部2002にDC電流を注入してレーザ部2002においてレーザ光を発生させ、各マイクロストリップライン1007dから各変調器部2003に変調信号を印加することで、各レーザ部2002において発生されたレーザ光を変調させて、端面から変調光が得られる。   In this optical semiconductor module, the chip carrier 1011 is grounded, the back electrode (not shown) of the semiconductor laser element with an array type modulator 2001 is set to the ground potential, and the semiconductor laser element with an array type modulator 2001 is connected to each feeder line 1007c. A laser current is generated in each laser unit 2002 by injecting a DC current into each laser unit 2002 to generate laser light in the laser unit 2002 and applying a modulation signal to each modulator unit 2003 from each microstrip line 1007d. Modulated light can be obtained from the end face by modulating the light.

しかしながら、このようなアレイ型変調器付半導体レーザ素子2001をマイクロストリップライン基板2005上に載置して形成された光半導体モジュールにおいては、アレイ型変調器付半導体レーザ素子2001を構成する,並列して配置されたレーザ素子1001の数が増えるに従って、各変調器付半導体レーザ素子1001の変調器部2003の表面電極1002a,1002bと、アレイ型変調器付半導体レーザ素子2001の両側に配置されたストリップ線路2006,2010とを接続するボンディングワイヤ2004の長さが長くなるため、自己インダクタンスのみならず、ワイヤ間の相互インダクタンスによるクロストークにより各レーザ素子から出力される変調光の波形が乱されることとなる。したがって、高周波特性に優れた、高性能な光半導体モジュールが得られなくなるという問題があった。   However, in the optical semiconductor module formed by placing the semiconductor laser element 2001 with an array type modulator on the microstrip line substrate 2005, the semiconductor laser element 2001 with an array type modulator is formed in parallel. As the number of laser elements 1001 arranged increases, the surface electrodes 1002a and 1002b of the modulator section 2003 of each semiconductor laser element with modulator 1001 and the strips arranged on both sides of the semiconductor laser element with array type modulator 2001 Since the length of the bonding wire 2004 connecting the lines 2006 and 2010 becomes long, the waveform of the modulated light output from each laser element is disturbed not only by self-inductance but also by crosstalk due to mutual inductance between the wires. It becomes. Therefore, there is a problem that a high-performance optical semiconductor module excellent in high frequency characteristics cannot be obtained.

また、このようなボンディングワイヤ2004の長さが長くなることによる問題の発生を避けるために、ストリップ線路2006,2010をアレイ型変調器付半導体レーザ素子2001のレーザ光を出射させる端面側、即ち変調器部1020側の近傍に配置することも考えられるが、この場合、接続に必要なボンディングワイヤが光の出射を妨げてしまうという問題が生じる。   Further, in order to avoid the occurrence of a problem due to the length of the bonding wire 2004, the strip lines 2006 and 2010 are exposed on the end face side where the laser beam of the semiconductor laser element 2001 with an array type modulator is emitted, that is, the modulation. Although it is conceivable to arrange it near the container 1020 side, in this case, there arises a problem that a bonding wire necessary for connection prevents light emission.

また、ストリップ線路2006,2010をアレイ型半導体レーザ素子2001のレーザ部2002側の端面近傍に配置することも考えられるが、通常、レーザ部2002側の端面近傍には出力光強度モニタや出力光制御用のフォトダイオードを載置するため、このようなストリップ線路を配置したり、ボンディングワイヤを設けることはできない。   In addition, it is conceivable to arrange the strip lines 2006 and 2010 near the end face on the laser unit 2002 side of the array type semiconductor laser element 2001. Usually, however, an output light intensity monitor and output light control are provided near the end face on the laser unit 2002 side. Such a strip line or a bonding wire cannot be provided for mounting a photodiode for use.

以上に説明したように、従来は性能のよい光半導体モジュールを得ることができないという問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、優れた性能を有する光半導体モジュールを得ることを目的とする。
As described above, there has conventionally been a problem that an optical semiconductor module with good performance cannot be obtained.
The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to obtain an optical semiconductor module having excellent performance.

この発明に係る光半導体モジュールは、基板と、該基板上に載置された、その表面に表面電極を備えた変調器部と,その光軸が該変調器部の光軸と同一直線上に配置されたその表面に表面電極を備えたレーザ部とを有する、そのレーザ光の出射端面と上記変調器部との距離が互いに異なる複数の変調器付半導体レーザ素子を、その表面及びその端面が同一平面を構成するよう併設してなるアレイ型半導体レーザ素子とを備え、上記基板上には、その端部が上記各変調器付半導体レーザ素子の変調器部の表面電極のそれぞれと接続された、該変調器付半導体レーザ素子の光軸と垂直な方向に伸びる複数の直線形状のストリップ線路と、上記各変調器付半導体レーザ素子のレーザ部の表面電極のそれぞれと接続された給電線路とを有しているようにしたものである。   An optical semiconductor module according to the present invention comprises a substrate, a modulator portion mounted on the substrate and having a surface electrode on the surface thereof, and an optical axis thereof being collinear with an optical axis of the modulator portion. A plurality of semiconductor laser elements with modulators having different distances between the laser light emission end face and the modulator part, the surface and the end face of the laser part having a laser part provided with a surface electrode on the surface thereof And an array type semiconductor laser element arranged side by side so as to constitute the same plane, and an end portion thereof is connected to each of the surface electrodes of the modulator section of each of the semiconductor laser elements with a modulator on the substrate. A plurality of linear strip lines extending in a direction perpendicular to the optical axis of the modulator-equipped semiconductor laser element, and a feed line connected to each of the surface electrodes of the laser portion of each of the modulator-equipped semiconductor laser elements. Like having One in which the.

また、上記光半導体モジュールにおいて、上記基板の裏面には接地導体が設けられており、上記ストリップ線路をマイクロストリップ線路としたものである。   In the optical semiconductor module, a ground conductor is provided on the back surface of the substrate, and the strip line is a microstrip line.

また、上記光半導体モジュールにおいて、上記基板の表面には、スルーホールを介して裏面の接地導体と接続された接地用線路が、上記複数のストリップ線路に対応して複数設けられており、上記アレイ型半導体レーザ素子を構成する各変調器付半導体レーザ素子の変調器部の表面には、その裏面と導通された裏面用電極が設けられており、上記各裏面用電極と各接地用線路とが接着されているようにしたものである。   In the optical semiconductor module, a plurality of grounding lines connected to the ground conductor on the back surface through through holes are provided on the surface of the substrate in correspondence with the plurality of strip lines. On the surface of the modulator part of each modulator-equipped semiconductor laser element that constitutes the type semiconductor laser element, there are provided back-side electrodes that are electrically connected to the back side, and the back-side electrodes and the grounding lines are connected to each other. It is made to adhere.

以上のようにこの発明によれば、基板と、該基板上に載置された、その表面に表面電極を備えた変調器部と,その光軸が該変調器部の光軸と同一直線上に配置されたその表面に表面電極を備えたレーザ部とを有する、そのレーザ光の出射端面と上記変調器部との距離が互いに異なる複数の変調器付半導体レーザ素子を、その表面及びその端面が同一平面を構成するよう併設してなるアレイ型半導体レーザ素子とを備え、上記基板上には、その端部が上記各変調器付半導体レーザ素子の変調器部の表面電極のそれぞれと接続された、該変調器付半導体レーザ素子の光軸と垂直な方向に伸びる複数の直線形状のストリップ線路と、上記各変調器付半導体レーザ素子のレーザ部の表面電極のそれぞれと接続された給電線路とを有しているようにしたから、アレイ型変調器付半導体レーザ素子を構成する各半導体レーザ素子の変調器部の表面電極をストリップ線路210a〜210eと直接接続させることができ、接続にボンディングワイヤ等を用いる必要がない。このため、アレイを構成するレーザ素子数が増えるにしたがってボンディングワイヤの長さが長くなって、アレイ型変調器付レーザ素子の特性が劣化することがなく、高周波特性を損なうことなくアレイを構成する素子数を増やすことができ、優れた高周波特性を有する高性能な光半導体モジュールが得られる効果がある。   As described above, according to the present invention, the substrate, the modulator unit mounted on the substrate and having the surface electrode on the surface thereof, and the optical axis thereof are collinear with the optical axis of the modulator unit. A plurality of semiconductor laser elements with modulators having different distances between the laser light emission end face and the modulator part. Arrayed semiconductor laser elements arranged side by side so as to form the same plane, and on the substrate, the end portion is connected to each of the surface electrodes of the modulator section of each of the semiconductor laser elements with a modulator. A plurality of linear strip lines extending in a direction perpendicular to the optical axis of the modulator-equipped semiconductor laser element; and a feed line connected to each of the surface electrodes of the laser section of each of the modulator-equipped semiconductor laser elements; To have Et al., The surface electrode of the modulator portion of the semiconductor laser elements constituting the semiconductor laser device with an array modulators can be connected stripline 210a~210e directly, there is no need to use a bonding wire or the like to connect. For this reason, the length of the bonding wire becomes longer as the number of laser elements constituting the array increases, so that the characteristics of the laser element with an array type modulator are not deteriorated, and the array is formed without impairing the high frequency characteristics. There is an effect that the number of elements can be increased and a high-performance optical semiconductor module having excellent high-frequency characteristics can be obtained.

また、この発明によれば、上記基板の裏面には接地導体が設けられており、上記ストリップ線路をマイクロストリップ線路としたから、優れた高周波特性を有する高性能な光半導体モジュールが得られる効果がある。   In addition, according to the present invention, since the ground conductor is provided on the back surface of the substrate, and the strip line is a microstrip line, a high-performance optical semiconductor module having excellent high-frequency characteristics can be obtained. is there.

また、この発明によれば、上記基板の表面には、スルーホールを介して裏面の接地導体と接続された接地用線路が、上記複数のストリップ線路に対応して複数設けられており、上記アレイ型半導体レーザ素子を構成する各変調器付半導体レーザ素子の変調器部の表面には、その裏面と導通された裏面用電極が設けられており、上記各裏面用電極と各接地用線路とが接着されているようにしたから、優れた高周波特性を有する高性能な光半導体モジュールが得られる効果がある。   Further, according to the present invention, a plurality of grounding lines connected to the ground conductor on the back surface through through holes are provided on the front surface of the substrate corresponding to the plurality of strip lines. On the surface of the modulator part of each modulator-equipped semiconductor laser element that constitutes the type semiconductor laser element, there are provided back-side electrodes that are electrically connected to the back side, and the back-side electrodes and the grounding lines are connected to each other. Since they are bonded, there is an effect that a high-performance optical semiconductor module having excellent high frequency characteristics can be obtained.

実施の形態1.
この発明に係る光半導体モジュールは、変調器付半導体レーザ素子を載置する基板の、変調器部が載置される領域と、レーザ部が載置される領域との材質を異なるものとするとともに、変調器部が載置される領域の材質をレーザ部が載置される領域の材質よりも高周波の損失角が小さいものとし、レーザ部が載置される領域の材質を変調器部が載置される領域の材質よりも熱伝導率の高いものとしたものである。
Embodiment 1 FIG.
In the optical semiconductor module according to the present invention, the material for the region on which the modulator part is placed and the region on which the laser part is placed on the substrate on which the semiconductor laser element with a modulator is placed are different. The material of the region where the modulator unit is placed has a smaller high-frequency loss angle than the material of the region where the laser unit is placed, and the material of the region where the laser unit is placed is placed on the modulator unit. The material having a higher thermal conductivity than the material of the region to be placed.

図1は本発明の実施の形態1に係る光半導体モジュールの構造を説明するための図であり、図1(a) は光半導体モジュールの一部となる変調器付半導体レーザ素子の構造を示す斜視図、図1(b) は変調器付半導体レーザ素子を載置するための基板の構造を示す斜視図、及び図1(c) は変調器付半導体レーザ素子を基板に載置してなる光半導体モジュールの構造を示す斜視図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining the structure of an optical semiconductor module according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 1 (a) shows the structure of a semiconductor laser device with a modulator that is a part of the optical semiconductor module. FIG. 1B is a perspective view showing the structure of a substrate on which a modulator-equipped semiconductor laser device is placed, and FIG. 1C is a diagram in which the modulator-equipped semiconductor laser device is placed on a substrate. It is a perspective view which shows the structure of an optical semiconductor module.

図において、変調器付半導体レーザ素子1はその表面に表面電極2a,2bを備えた変調器部20と、その表面に表面電極4を備え,その光軸が上記変調器部20の光軸と同一直線上に配置されたレーザ部40とを有している。レーザ素子1の光導波路30は光軸に沿って伸びており、変調器部20側の光が出射される端面20aは光導波路30の伸びる方向に対して垂直に配置されている。裏面用電極3a、3bは光軸の両側に配置されており、それぞれが変調器部20の裏面側と導通されている。裏面用電極3a、3bはいずれか一方のみを設けるようにしてもよいが、光軸の両側にそれぞれ設けることが動作特性上好ましい。裏面用電極5はレーザ部40の裏面側と導通されている。   In the figure, a modulator-equipped semiconductor laser device 1 includes a modulator section 20 having surface electrodes 2a and 2b on its surface and a surface electrode 4 on its surface, the optical axis of which is the optical axis of the modulator section 20. And a laser unit 40 arranged on the same straight line. The optical waveguide 30 of the laser element 1 extends along the optical axis, and the end face 20 a from which light on the modulator unit 20 side is emitted is disposed perpendicular to the direction in which the optical waveguide 30 extends. The back surface electrodes 3a and 3b are disposed on both sides of the optical axis, and each is electrically connected to the back surface side of the modulator unit 20. Although only one of the back surface electrodes 3a and 3b may be provided, it is preferable in terms of operating characteristics that they are provided on both sides of the optical axis. The back electrode 5 is electrically connected to the back side of the laser unit 40.

基板70は、CuW等からなるチップキャリア11上に、材料が高周波の損失角の小さいアルミナ(Al23)やAlN等からなるマイクロストリップライン基板として機能する第1の板状部材71と、第1の板状部材71に対して熱伝導率の高いSiC等の材料からなるサブマウントとして機能する第2の板状部材72とが併設されて構成されている。なお、第1の板状部材71の材料は、第2の板状部材72に対して高周波の損失角の小さい材料であれば他の材料を用いてもよく、第2の板状部材72の材料としては、第1の板状部材72よりも熱伝導率の高い材料であれば他の材料を用いてもよい。チップキャリア11は、2つの板状部材71,72を固定するとともに、これらを補強する機能と、2つの板状部材71,72の接地導体となる機能とを兼ね備えている。また、変調器付半導体素子1の実装時の障害となる段差が生じないように、2つの板状部材71,72の厚さはそれぞれ調整され、これらの表面の高さは同じになっている。ここでは板状部材71,72が空間的に分離されて配置されているが、互いに接着させて配置するようにしてもよい。この場合、チップキャリア11を設けずに、板状部材71,72の裏面にメッキ等からなる共通の接地導体を形成するようにしてもよい。第1の板状部材71上に配置された金メッキ等からなるストリップ線路7a、7b、7d、及び7eと、第1の板状部材71の裏面側に設けられた接地導体となるチップキャリア11とが、マイクロストリップ線路を構成している。8はストリップ線路7b上に挿入された50Ωの終端抵抗、7cは第2の板状部材72上に配置された金メッキ等からなる給電線路、7fは金メッキ等からなる接地用線路、スルーホール9b、9d、9e、9fはその内面が金メッキ等によりメタライズされており、第1,第2の板状部材71,72表面のストリップ線路7b,7d,7e,及び接地用線路7fと,接地導体となるチップキャリア11とを導通させている。 The substrate 70 is formed on a chip carrier 11 made of CuW or the like, on a first plate member 71 that functions as a microstrip line substrate made of alumina (Al 2 O 3 ), AlN, or the like whose material has a small high-frequency loss angle; A second plate member 72 that functions as a submount made of a material such as SiC having a high thermal conductivity is provided side by side with the first plate member 71. The first plate-like member 71 may be made of any other material as long as the loss angle of the high frequency with respect to the second plate-like member 72 is small. As the material, other materials may be used as long as the materials have higher thermal conductivity than the first plate member 72. The chip carrier 11 has a function of fixing the two plate-like members 71 and 72 and reinforcing them and a function of serving as a ground conductor for the two plate-like members 71 and 72. Further, the thicknesses of the two plate-like members 71 and 72 are adjusted so that the step which becomes an obstacle at the time of mounting the semiconductor element 1 with a modulator does not occur, and the heights of these surfaces are the same. . Here, the plate-like members 71 and 72 are arranged so as to be spatially separated, but may be arranged to be bonded to each other. In this case, a common ground conductor made of plating or the like may be formed on the back surfaces of the plate-like members 71 and 72 without providing the chip carrier 11. Strip lines 7 a, 7 b, 7 d, and 7 e made of gold plating or the like disposed on the first plate member 71, and a chip carrier 11 serving as a ground conductor provided on the back surface side of the first plate member 71 Constitutes a microstrip line. 8 is a 50Ω termination resistor inserted on the strip line 7b, 7c is a feeding line made of gold plating or the like disposed on the second plate member 72, 7f is a grounding line made of gold plating or the like, a through hole 9b, The inner surfaces of 9d, 9e, and 9f are metallized by gold plating or the like, and serve as ground conductors with the strip lines 7b, 7d, and 7e on the surfaces of the first and second plate-like members 71 and 72, and the grounding line 7f. The chip carrier 11 is electrically connected.

この光半導体モジュールは、図1(c) に示すように、変調器付半導体レーザ素子1を、その表面が、第1,第2の板状部材71,72の表面に向かい合うように、第1,第2の板状部材71,72上に載置することにより構成されており、変調器付半導体レーザ素子1は、その光軸方向が、第1の板状部材71と第2の板状部材72との配列方向と同じとなり、かつ、変調器付半導体レーザ素子1の変調器部20が第1の板状部材71上に、また、レーザ部40が第2の板状部材72上に位置するように載置されている。そして、表面電極2aとストリップ線路7a、表面電極2bとストリップ線路7b、裏面用電極3aとストリップ線路7d、裏面用電極3bとストリップ線路7e、表面電極4と給電線路7c、及び裏面用電極5と接地用線路7fとがそれぞれ互いに接着されている。   As shown in FIG. 1 (c), this optical semiconductor module has a first semiconductor laser device 1 with a modulator that has a first surface facing the surfaces of the first and second plate-like members 71, 72. The semiconductor laser device 1 with a modulator has the optical axis direction of the first plate-like member 71 and the second plate-like shape. It is the same as the arrangement direction with the member 72, and the modulator unit 20 of the semiconductor laser element 1 with modulator is on the first plate member 71 and the laser unit 40 is on the second plate member 72. It is placed so that it is located. The surface electrode 2a and the strip line 7a, the surface electrode 2b and the strip line 7b, the back surface electrode 3a and the strip line 7d, the back surface electrode 3b and the strip line 7e, the front surface electrode 4 and the feed line 7c, and the back surface electrode 5 The grounding line 7f is bonded to each other.

このように変調器付半導体レーザ素子1が基板70上に載置されているため、ストリップ線路7aと変調器部の表面電極2aとが接続され、変調器部の表面電極2bはストリップ線路7bとスルーホール9bとを介してチップキャリア11と接続されている。変調器部の裏面用電極3aはストリップ線路7dとスルーホール9dとを介してチップキャリア11と接続されている。変調器部の裏面用電極3bはストリップ線路7eとスルーホール9eとを介してチップキャリア11と接続されている。終端抵抗8はストリップ線路7bの途中に挿入されているため、終端抵抗8は変調器部と並列に接続されている。   Since the modulator-equipped semiconductor laser device 1 is thus placed on the substrate 70, the strip line 7a and the surface electrode 2a of the modulator section are connected, and the surface electrode 2b of the modulator section is connected to the strip line 7b. It is connected to the chip carrier 11 through the through hole 9b. The back surface electrode 3a of the modulator section is connected to the chip carrier 11 through a strip line 7d and a through hole 9d. The back surface electrode 3b of the modulator section is connected to the chip carrier 11 through a strip line 7e and a through hole 9e. Since the termination resistor 8 is inserted in the middle of the strip line 7b, the termination resistor 8 is connected in parallel with the modulator section.

図8は光半導体モジュールの組み立て方法を説明するための図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当する部分を示している。本実施の形態1に係る光半導体モジュールは、変調器付半導体レーザ素子1と、基板70とを用意し、レーザ素子1の表面上の所定の位置に、AuSnはんだバンプ10をそれぞれ形成しておき、この変調器付半導体レーザ素子1を、予め340℃程度に加熱しておいた基板70上に、その表面が基板70の表面に向かい合うように載置し、レーザ素子1の変調器部側の表面電極2a,2b、裏面用電極3a,3b、レーザ部側の表面電極4、及び裏面用電極5をそれぞれストリップ線路7a、7b,7d,7e、給電線路7c,及び接地用線路7fにAuSnはんだバンプ10を介して圧着させ、昇温することにより接着させて形成される。   FIG. 8 is a view for explaining an assembling method of the optical semiconductor module. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. In the optical semiconductor module according to the first embodiment, a modulator-equipped semiconductor laser element 1 and a substrate 70 are prepared, and AuSn solder bumps 10 are respectively formed at predetermined positions on the surface of the laser element 1. The modulator-equipped semiconductor laser device 1 is placed on a substrate 70 that has been heated to about 340 ° C. in advance so that the surface thereof faces the surface of the substrate 70. The front surface electrodes 2a, 2b, the back surface electrodes 3a, 3b, the laser surface side surface electrode 4, and the back surface electrode 5 are respectively AuSn soldered to the strip lines 7a, 7b, 7d, 7e, the feed line 7c, and the ground line 7f. It is formed by pressure bonding via the bumps 10 and bonding by raising the temperature.

次に動作について説明する。チップキャリア11を接地させて変調器付半導体レーザ素子1の裏面用電極3a,3b,5を接地電位とし、給電線路7cからレーザ部40にDC電流を注入してレーザ部40においてレーザ光を発生させ、ストリップ線路7dから変調器部20に変調信号を印加することで、このレーザ光を変調させて、変調器付半導体レーザ素子1の変調器側の端面20aから変調光が得られる。   Next, the operation will be described. The chip carrier 11 is grounded, the back electrodes 3a, 3b, 5 of the modulator-equipped semiconductor laser device 1 are set to the ground potential, and a DC current is injected from the feed line 7c into the laser unit 40 to generate laser light in the laser unit 40. Then, by applying a modulation signal from the strip line 7d to the modulator section 20, the laser light is modulated, and the modulated light is obtained from the end face 20a on the modulator side of the modulator-equipped semiconductor laser device 1.

この光半導体モジュールにおいては、基板70の変調器付半導体レーザ素子1の変調器部20が載置される部分を高周波の損失角の小さいアルミナ等からなる第1の板状部材71とし、レーザ部40が載置される部分が熱伝導率の高いSiC等からなる第2の板状部材72としたため、変調器部20においては、損失角の小さい第1の板状部材72により高周波の損失を小さくして、高周波特性を向上させることができるとともに、レーザ部30においては、電流注入により発生する熱を第2の板状部材により効率的に放散させることができる。この結果、本実施の形態1に係る光半導体モジュールによれば、優れた高周波特性を有するとともに、放熱性に優れ,高温動作が可能である、高性能な光半導体モジュールを提供することができる。   In this optical semiconductor module, the portion of the substrate 70 on which the modulator portion 20 of the semiconductor laser device 1 with a modulator is placed is a first plate member 71 made of alumina or the like having a small high-frequency loss angle, and the laser portion. Since the portion on which 40 is placed is the second plate-like member 72 made of SiC or the like having high thermal conductivity, in the modulator section 20, the first plate-like member 72 having a small loss angle reduces high-frequency loss. It is possible to improve the high frequency characteristics by reducing the size, and in the laser unit 30, the heat generated by the current injection can be efficiently dissipated by the second plate member. As a result, according to the optical semiconductor module according to the first embodiment, it is possible to provide a high-performance optical semiconductor module having excellent high-frequency characteristics, excellent heat dissipation, and capable of high-temperature operation.

なお、上記実施の形態1においては、光半導体モジュールを組み立てる際に、変調器付半導体レーザのレーザ部40の表面電極4及び裏面用電極5と、基板70の給電線路7c及び接地用線路7fとをはんだバンプ10を用いて接着するようにしたが、本発明においては、図2に示すように、変調器付半導体レーザ素子1のレーザ部40の表面電極4、裏面用電極1005と接着する部分に、はんだバンプを設ける代わりに、それぞれ薄くパターニングされたAuSnはんだ81c、81fを形成するようにし、これにより、レーザ部40の表面電極4及び裏面用電極5と、基板70の給電線路7c及び接地用線路7fとを接着するようにしてもよく、このような場合においても上記実施の形態1と同様の効果を奏する。   In the first embodiment, when the optical semiconductor module is assembled, the front electrode 4 and the back electrode 5 of the laser unit 40 of the modulator-equipped semiconductor laser, the feed line 7c and the grounding line 7f of the substrate 70, In the present invention, as shown in FIG. 2, the portion to be bonded to the surface electrode 4 and the back surface electrode 1005 of the laser portion 40 of the modulator-equipped semiconductor laser device 1 is used. Instead of providing solder bumps, thinly patterned AuSn solders 81c and 81f are respectively formed, whereby the front electrode 4 and the back electrode 5 of the laser unit 40, the feed line 7c of the substrate 70 and the grounding are formed. The work line 7f may be bonded, and even in such a case, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

なお、上記実施の形態1においては各ストリップ線路がマイクロストリップ線路である場合について説明したが、本発明においては、各ストリップ線路の両側に接地線路を設けて、上記各ストリップ線路をコプレーナ線路としてもよく、このような場合においても上記実施の形態1と同様の効果を奏する。   In the first embodiment, the case where each strip line is a microstrip line has been described. However, in the present invention, ground lines are provided on both sides of each strip line so that each strip line can be used as a coplanar line. Even in such a case, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

実施の形態2.
図3は本発明の実施の形態2に係る光半導体モジュールの構造を説明するための斜視図であり、図3(a) は変調器付半導体レーザ素子の裏面にサブマウントとなる第2の板状部材を取り付けた状態を示す斜視図、図3(b) は変調器付半導体レーザ素子に載置されるコプレーナ線路用基板となる第1の板状部材の構造を示す斜視図、及び図3(c) は光半導体モジュールの構造を示す斜視図である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a perspective view for explaining the structure of the optical semiconductor module according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) shows a second plate serving as a submount on the back surface of the semiconductor laser element with a modulator. FIG. 3B is a perspective view showing the structure of a first plate member serving as a coplanar line substrate placed on the modulator-equipped semiconductor laser device, and FIG. (c) is a perspective view showing a structure of an optical semiconductor module.

図において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、変調器付半導体レーザ素子1aは、図1(a) に示した変調器付半導体レーザ素子1において、レーザ部40の裏面電極をレーザ素子1の表面から取り出さないようにし、その裏面に裏面電極(図示せず)を設けたものである。高周波の損失角が小さいアルミナ等の材料からなるコプレーナ線路基板として機能する第1の板状部材91の表面には、同一直線上において伸びるとともに、互いに所定の間隔を隔てて配置されたストリップ線路17a,17bと、これらの両側に平行に配置された接地用線路19a,19bが設けられている。このストリップ線路17a,17bと接地用線路19a,19bとによりコプレーナ線路が形成されている。ストリップ線路17bには50Ωの終端抵抗18が挿入されており、ストリップ線路17bのストリップ線路17aと対向する端部の反対側の端部が接地用線路19a,19bと接続されている。92は変調器付半導体レーザ素子1を載置するためのサブマウントとなる第2の板状部材で、SiC等の熱伝導率の高い材料からなる。93はレーザ部の表面電極4と光半導体モジュールの外部の給電源とを接続するボンディングワイヤである。第2の板状部材92の上面、底面、及び少なくとも1つの側面は金メッキ等でメタライズされている。   In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and the semiconductor laser element 1a with a modulator is the back surface of the laser unit 40 in the semiconductor laser element 1 with a modulator shown in FIG. The electrode is prevented from being taken out from the surface of the laser element 1, and a back surface electrode (not shown) is provided on the back surface. On the surface of the first plate-like member 91 functioning as a coplanar line substrate made of a material such as alumina having a small high-frequency loss angle, the strip line 17a extends on the same straight line and is arranged at a predetermined interval from each other. , 17b and grounding lines 19a, 19b arranged in parallel on both sides thereof. The strip lines 17a and 17b and the ground lines 19a and 19b form a coplanar line. A 50Ω termination resistor 18 is inserted into the strip line 17b, and the opposite end of the strip line 17b opposite to the strip line 17a is connected to the grounding lines 19a and 19b. Reference numeral 92 denotes a second plate member serving as a submount on which the modulator-equipped semiconductor laser device 1 is placed, and is made of a material having high thermal conductivity such as SiC. Reference numeral 93 denotes a bonding wire that connects the surface electrode 4 of the laser unit and a power supply outside the optical semiconductor module. The upper surface, the bottom surface, and at least one side surface of the second plate-shaped member 92 are metallized by gold plating or the like.

この光半導体モジュールは、図3(c) に示すように、変調器付半導体レーザチップ1aが第2の板状部材92上に、その裏面が、第2の板状部材92の表面と接するようにはんだ等を用いて載置され、第1の板状部材91が、その表面が変調器付半導体レーザ素子1aの表面に向かい合うように、変調器付半導体レーザ素子1aの変調器部20上の領域に載置されている。ストリップ線路17aのストリップ線路17bと向かい合う端部は変調器部20の表面電極2aとAuSnはんだを用いて接着され、ストリップ線路17bのストリップ線路17aと向かい合う端部は変調器部20の表面電極2bとAuSnはんだを用いて接着され、変調器部20の接地電極3a,3bは接地用線路19bとAuSnはんだを用いて接着されている。ストリップ線路17bの端部が表面電極2bと接続され、変調器部20の接地電極3bga地用線路19bと接続されるため、終端抵抗18は変調器部20と並列に接続される。   In this optical semiconductor module, as shown in FIG. 3C, the modulator-equipped semiconductor laser chip 1a is placed on the second plate-like member 92, and its back surface is in contact with the surface of the second plate-like member 92. The first plate-like member 91 is mounted on the modulator section 20 of the modulator-equipped semiconductor laser device 1a so that the surface thereof faces the surface of the modulator-equipped semiconductor laser device 1a. Is placed in the area. The end of the strip line 17a facing the strip line 17b is bonded to the surface electrode 2a of the modulator unit 20 using AuSn solder, and the end of the strip line 17b facing the strip line 17a is connected to the surface electrode 2b of the modulator unit 20. The AuSn solder is used for bonding, and the ground electrodes 3a and 3b of the modulator unit 20 are bonded to the grounding line 19b using AuSn solder. Since the end of the strip line 17 b is connected to the surface electrode 2 b and to the ground electrode 3 bga ground line 19 b of the modulator unit 20, the termination resistor 18 is connected in parallel to the modulator unit 20.

この光半導体モジュールの第2の板状部材92の裏面を接地すると、レーザ部40の裏面電極が接地される。そして、レーザ部40の表面電極4にボンディングワイヤ93を介してDC電流を注入し、接地用線路19a,19bを接地してストリップライン7aから変調信号を印加することで、レーザ素子1aの変調器部20側の端部20aから変調光を得ることができる。   When the back surface of the second plate-like member 92 of this optical semiconductor module is grounded, the back electrode of the laser unit 40 is grounded. Then, a DC current is injected into the surface electrode 4 of the laser unit 40 via the bonding wire 93, the grounding lines 19a and 19b are grounded, and a modulation signal is applied from the strip line 7a, whereby the modulator of the laser element 1a The modulated light can be obtained from the end portion 20a on the portion 20 side.

この光半導体モジュールにおいては、変調器付半導体レーザチップ1aの裏面全面を熱伝導率の高い第2の板状部材92に接触させることができるので、光半導体モジュールの放熱性を向上させて、高温動作の可能な光半導体モジュールを得ることができる。また、高周波信号を伝送するためのコプレーナ線路となるストリップ線路17a,17bの基板となる第1の板状部材91として高周波の損失角の小さい材料を用いるようにしたことにより、高周波特性に優れた光半導体モジュールを得ることができる。   In this optical semiconductor module, the entire back surface of the modulator-equipped semiconductor laser chip 1a can be brought into contact with the second plate-shaped member 92 having a high thermal conductivity. An operable optical semiconductor module can be obtained. In addition, since the first plate-like member 91 serving as the substrate of the strip lines 17a and 17b serving as the coplanar lines for transmitting the high-frequency signal is made of a material having a small high-frequency loss angle, the high-frequency characteristics are excellent. An optical semiconductor module can be obtained.

実施の形態3.
図9は本発明の実施の形態3に係る光半導体モジュールの構造を説明するための斜視図であり、図9(a) は光半導体モジュールに用いられるアレイ型変調器付半導体レーザ素子の構造を示す斜視図、図9(b) はアレイ型変調器付半導体レーザ素子が載置される基板の構造を示す斜視図、及び図3(c) は光半導体モジュールの構造を示す斜視図である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 9 is a perspective view for explaining the structure of the optical semiconductor module according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 9A shows the structure of the semiconductor laser element with an array type modulator used in the optical semiconductor module. FIG. 9B is a perspective view showing the structure of the substrate on which the semiconductor laser element with an array type modulator is placed, and FIG. 3C is a perspective view showing the structure of the optical semiconductor module.

図において、図1と同一符号は同一または相当する部分を示しており、アレイ型変調器付半導体レーザ素子100は図1に示した変調器付半導体レーザ素子1と同様の構造を有する複数の変調器付半導体レーザ素子101a〜101eを、それぞれの光軸が互いに平行となるよう併設してなる。各半導体レーザ素子101a〜101eの光が出射される端面及びその上面は、同一平面を構成している。ここではアレイ型変調器付半導体レーザ素子100を構成する変調器付半導体レーザ素子の数が5つの場合について説明しているが、この数は2つ以上であればいくつであってもよい。このアレイ型変調器付半導体レーザ素子を構成する変調器付半導体レーザ素子101a〜101eには、変調器部102a〜102eとレーザ部104a〜104eとの間,及び変調光が出射される端面と変調器部102a〜102eとの間に、それぞれ必要に応じて、光損失の少ない導波路103a〜103eが設けられており、アレイ型変調器付半導体レーザ素子100の光軸に対して垂直な同一直線上には、3つ以上の変調器部102a〜102eが並ぶことがないように、各変調器部102a〜102eの光軸方向の位置が調整されている。ここでは特に5つの変調器付半導体レーザ素子101a〜101eの中心となる素子101cの変調器部102cと変調光が出射される端面との距離が最も短く、最も外側の素子101a,101eの変調器部102a,102eと変調光が出射される端面との距離が最も長くなっている。   In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts, and the array type modulator-equipped semiconductor laser device 100 has a plurality of modulations having the same structure as the modulator-equipped semiconductor laser device 1 shown in FIG. The equipped semiconductor laser elements 101a to 101e are provided side by side so that their optical axes are parallel to each other. The end surfaces from which the light of each of the semiconductor laser elements 101a to 101e is emitted and the upper surface thereof constitute the same plane. Although the case where the number of semiconductor laser elements with modulators constituting the semiconductor laser element with modulator 100 is five has been described here, the number may be any number as long as it is two or more. The semiconductor laser elements 101a to 101e with modulators constituting the semiconductor laser element with an array type modulator are provided between the modulator sections 102a to 102e and the laser sections 104a to 104e, and to the end face and the modulated light. Waveguides 103a to 103e with a small optical loss are provided between the units 102a to 102e, respectively, as necessary. The waveguides 103a to 103e are arranged in the same vertical direction to the optical axis of the semiconductor laser device 100 with an array modulator. The positions of the modulator units 102a to 102e in the optical axis direction are adjusted so that three or more modulator units 102a to 102e are not arranged on the line. Here, in particular, the distance between the modulator section 102c of the element 101c, which is the center of the five semiconductor laser elements 101a to 101e with modulator, and the end face from which the modulated light is emitted is the shortest, and the modulators of the outermost elements 101a and 101e. The distance between the portions 102a and 102e and the end face from which the modulated light is emitted is the longest.

基板200はアルミナ等からなり、その表面には、この基板200の両端から基板200の中心方向に向かって互いに平行に伸びるとともに、それぞれの端部が該伸びる方向に向かって一定の間隔で配列されている5つのストリップ線路群204a〜204eが配設されている。この間隔は、アレイ型変調器付半導体レーザ素子100を構成するレーザ素子101a〜101eの隣接する素子同士の間隔とほぼ同じ間隔とする。基板200の裏面には接地導体となるチップキャリア205が設けられており、これにより5つのストリップ線路群204a〜204eは、それぞれマイクロストリップ線路群となっている。なお、チップキャリアを設ける代わりに、基板200の裏面にメタライズを設けるようにしてもよい。ストリップ線路群204a〜204eは、それぞれ、基板200の両端から基板の中心方向に向かって互いに平行に伸びるそれぞれの端部が該伸びる方向に向かって一定の間隔で配列されている高周波信号印加用のストリップ線路210a〜210eと、これらの端部に対して一定の間隔を隔てて配置されたストリップ線路211a〜211eと、ストリップ線路210a〜210e及びストリップ線路211a〜211eとの互いに対向する端部の、それぞれの近傍に設けられたストリップ線路212a〜212e及びストリップ線路213a〜213eとからなる。ストリップ線路211a〜211e,ストリップ線路212a〜212e,及びストリップ線路213a〜213eとが設けられている領域には内面がメタライズされたスルーホール214が設けられており、その裏面に配置されたチップキャリア205と導通されている。上記ストリップ線路210a〜210eのそれぞれの基板200の中心側の端部を経てこれらのストリップ線路210a〜210eの伸びる方向に垂直な方向に伸びる直線上の領域近傍には上記各ストリップ線路群210a〜210eと対をなす5つの給電線路202a〜202eが設けられており、これらは、ストリップ線路210a〜210eの伸びる方向と平行な方向において同一直線上に配置されている。また、各給電線路202a〜202eの近傍には接地用線路203a〜203eが設けられている。   The substrate 200 is made of alumina or the like, and extends on both surfaces of the substrate 200 in parallel to each other from both ends of the substrate 200 toward the center of the substrate 200, and each end is arranged at a constant interval in the extending direction. The five strip line groups 204a to 204e are disposed. This interval is set to be substantially the same as the interval between adjacent elements of the laser elements 101a to 101e constituting the semiconductor laser element 100 with an array type modulator. A chip carrier 205 serving as a ground conductor is provided on the back surface of the substrate 200, whereby the five strip line groups 204a to 204e are each a microstrip line group. Note that metallization may be provided on the back surface of the substrate 200 instead of providing the chip carrier. Each of the strip line groups 204a to 204e is for applying a high-frequency signal in which end portions extending in parallel to each other from both ends of the substrate 200 toward the center direction of the substrate are arranged at a constant interval in the extending direction. The strip lines 210a to 210e, the strip lines 211a to 211e arranged at a predetermined interval with respect to these end portions, and the end portions of the strip lines 210a to 210e and the strip lines 211a to 211e facing each other, It consists of strip lines 212a to 212e and strip lines 213a to 213e provided in the vicinity thereof. A through hole 214 whose inner surface is metallized is provided in a region where the strip lines 211a to 211e, the strip lines 212a to 212e, and the strip lines 213a to 213e are provided, and a chip carrier 205 disposed on the back surface thereof. And is conducted. The strip line groups 210a to 210e are located in the vicinity of a straight line extending in a direction perpendicular to the direction in which the strip lines 210a to 210e extend through the end on the center side of the substrate 200 of each of the strip lines 210a to 210e. Are provided on the same straight line in a direction parallel to the extending direction of the strip lines 210a to 210e. In addition, grounding lines 203a to 203e are provided in the vicinity of the feed lines 202a to 202e.

上記アレイ型変調器付半導体レーザ素子100はその光軸が上記各ストリップ線路群204a〜204eの伸びる方向に対して垂直となるよう、上記基板200の表面をアレイ100の表面と向かい合わせとして上記基板200上に載置されている。また、上記各変調器付半導体レーザ素子101a〜101eの変調器部102a〜102eの表面電極2a,2b及びレーザ部104a〜104eの表面電極4が、それぞれ、上記各ストリップ線路群204a〜204eの、上記ストリップ線路210a〜210eの端部とこれと対向するストリップ線路211a〜211eの端部及びストリップ線路210a〜210eの端部と対をなす給電線路202a〜202eとのみにはんだ等を介して接着されている。また、上記各変調器付半導体レーザ素子101a〜101eの裏面用電極3a,3b及び裏面用電極5が、それぞれ、上記各ストリップ線路群204a〜204eの、ストリップ線路212a〜212e,ストリップ線路213a〜213e及びこれらと対をなす接地用線路203a〜203eとのみにはんだ等を介して接着されている。このとき、レーザ素子101a〜101eの変調器部102a〜102eの光軸方向の位置が一定ではないため、光軸に垂直な方向に伸びるストリップ線路210a〜210eは、その端部が接続された変調器部102a〜102e以外の変調器部102a〜102eとは接続されない。   The array-type modulator-equipped semiconductor laser device 100 has the substrate 200 facing the surface of the array 100 so that the optical axis thereof is perpendicular to the extending direction of the strip line groups 204a to 204e. 200. Further, the surface electrodes 2a and 2b of the modulator sections 102a to 102e of the semiconductor laser elements 101a to 101e with modulators and the surface electrode 4 of the laser sections 104a to 104e are respectively connected to the strip line groups 204a to 204e. Only the end portions of the strip lines 210a to 210e, the end portions of the strip lines 211a to 211e opposed thereto, and the feed lines 202a to 202e paired with the end portions of the strip lines 210a to 210e are bonded via solder or the like. ing. Further, the backside electrodes 3a and 3b and the backside electrode 5 of the modulator-equipped semiconductor laser elements 101a to 101e are respectively connected to the striplines 212a to 212e and striplines 213a to 213e of the stripline groups 204a to 204e, respectively. And it adhere | attaches only via the solder | pewter etc. to the earthing | grounding lines 203a-203e which make a pair with these. At this time, since the positions of the modulator units 102a to 102e of the laser elements 101a to 101e in the optical axis direction are not constant, the strip lines 210a to 210e extending in the direction perpendicular to the optical axis are modulated with their ends connected. The modulator units 102a to 102e other than the unit units 102a to 102e are not connected.

この光半導体モジュールでは、上記各ストリップ線路210a〜210eと各半導体レーザ素子101a〜101eの変調器部102a〜102eの表面電極2aとが接続され、各変調器部102a〜102eの表面電極2bはストリップ線路211a〜211eとスルーホール214とを介してチップキャリア205と接続される。変調器部102a〜102eの裏面用電極3aはストリップ線路212a〜212eとスルーホール214とを介してチップキャリア205と接続される。変調器部102a〜102eの裏面用電極3bはストリップ線路213a〜213eとスルーホール214とを介してチップキャリア205と接続される。終端抵抗28が各ストリップ線路211a〜211eの途中に挿入されているため、終端抵抗28は変調器部102a〜102eと並列に接続される。   In this optical semiconductor module, the strip lines 210a to 210e are connected to the surface electrodes 2a of the modulator portions 102a to 102e of the semiconductor laser elements 101a to 101e, and the surface electrodes 2b of the modulator portions 102a to 102e are strips. The chip carrier 205 is connected via the lines 211 a to 211 e and the through hole 214. The back surface electrodes 3a of the modulator sections 102a to 102e are connected to the chip carrier 205 through the strip lines 212a to 212e and the through holes 214. The back surface electrodes 3 b of the modulator units 102 a to 102 e are connected to the chip carrier 205 via the strip lines 213 a to 213 e and the through holes 214. Since the termination resistor 28 is inserted in the middle of the strip lines 211a to 211e, the termination resistor 28 is connected in parallel with the modulator units 102a to 102e.

チップキャリア205を接地させ、アレイ型変調器付半導体レーザ素子100の各裏面用電極3a,3b,5を接地電位とし、各給電線路202a〜202eからレーザ部104a〜104eにDC電流を注入してレーザ部104a〜104eにおいてレーザ光を発生させ、マイクロストリップ線路210a〜210eから変調器部102a〜102eに変調信号を印加することで、このレーザ光を変調させて、端面から変調光が得られる。   The chip carrier 205 is grounded, the back surface electrodes 3a, 3b, 5 of the semiconductor laser element 100 with an array type modulator are set to the ground potential, and a DC current is injected from the feed lines 202a to 202e to the laser units 104a to 104e. Laser light is generated in the laser parts 104a to 104e, and a modulation signal is applied to the modulator parts 102a to 102e from the microstrip lines 210a to 210e, whereby the laser light is modulated and modulated light is obtained from the end face.

本実施の形態3においては、アレイ型変調器付半導体レーザ素子100を構成する各半導体レーザ素子101a〜101eの変調器部102a〜102eの表面電極2aは、マイクロストリップ線路であるストリップ線路210a〜210eと直接接続されている。このため接続にボンディングワイヤ等を用いる必要がない。したがって、従来のアレイ型変調器付半導体レーザ素子を用いた光半導体モジュールにおいて発生していた、アレイを構成するレーザ素子数が増えるにしたがってボンディングワイヤの長さが長くなって、自己インダクタンスのみならず、ワイヤ間の相互インダクタンスによるクロストークにより各レーザ素子から出力される変調光の波形が乱されるという問題がなくなる。この結果、高周波特性を損なうことなくアレイを構成する素子数を増やすことができ、優れた高周波特性を有する高性能な光半導体モジュールが得られる効果がある。   In the present third embodiment, the surface electrodes 2a of the modulator portions 102a to 102e of the semiconductor laser elements 101a to 101e constituting the semiconductor laser element 100 with an array type modulator are strip lines 210a to 210e which are microstrip lines. Connected directly. For this reason, it is not necessary to use a bonding wire or the like for connection. Therefore, the length of the bonding wire becomes longer as the number of laser elements constituting the array increases in the conventional optical semiconductor module using the semiconductor laser element with an array type modulator. The problem that the waveform of the modulated light output from each laser element is disturbed by crosstalk due to the mutual inductance between the wires is eliminated. As a result, the number of elements constituting the array can be increased without impairing the high frequency characteristics, and there is an effect that a high performance optical semiconductor module having excellent high frequency characteristics can be obtained.

図10は本実施の形態3に係る光半導体モジュールの変形例を示す図であり、図において、図9と同一符号は同一または相当する部分を示しており、200aはアルミナ等の高周波の損失角の小さい材料からなる第1の板状部材、200bはSiC等の熱伝導率の高い材料からなる第2の板状部材である。   FIG. 10 is a diagram showing a modification of the optical semiconductor module according to the third embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same or corresponding parts, and 200a denotes a loss angle of high frequency such as alumina. The first plate member 200b is made of a small material, and 200b is a second plate member made of a material having high thermal conductivity such as SiC.

上記実施の形態3においては、アルミナ等からなる単一の基板200を用いるようにしたが、この変形例においては、図10に示すように、アレイ型変調器付半導体レーザ素子を載置する基板を、即ち第1の板状部材200aと第2の板状部材200bとからなるようにしたものである。即ち、上記実施の形態1において説明したように、変調器部102a〜102eが載置される領域と、レーザ部104a〜104eが載置される領域とで材質を異なるものとするとともに、変調器部102a〜102eが載置される領域の材質をレーザ部104a〜104eが載置される領域の材質よりも高周波の損失角が小さいものとし、レーザ部104a〜104eが載置される領域の材質を変調器部が載置される領域の材質よりも熱伝導率の高いものとしたものである。このような変形例においても、上記実施の形態3と同様の効果を奏するとともに、レーザ部104a〜104eからの放熱性をよくして、高温動作の可能な光半導体モジュールを得ることができる。   In the third embodiment, a single substrate 200 made of alumina or the like is used. However, in this modification, as shown in FIG. 10, a substrate on which an array type semiconductor laser device with a modulator is mounted. That is, the first plate-like member 200a and the second plate-like member 200b are used. That is, as described in the first embodiment, the material is different between the region where the modulator units 102a to 102e are placed and the region where the laser units 104a to 104e are placed, and the modulators The material of the region on which the laser parts 104a to 104e are placed is assumed to have a smaller high-frequency loss angle than the material of the region on which the laser parts 104a to 104e are placed. Has a higher thermal conductivity than the material of the region where the modulator portion is placed. Even in such a modification, the same effects as those of the third embodiment can be obtained, and the heat radiation from the laser units 104a to 104e can be improved, so that an optical semiconductor module capable of high-temperature operation can be obtained.

なお、上記実施の形態3においては各ストリップ線路がマイクロストリップ線路である場合について説明したが、本発明においては、各ストリップ線路の両側に接地線路を設けて、上記各ストリップ線路をコプレーナ線路としてもよく、このような場合においても上記実施の形態3と同様の効果を奏する。   In the third embodiment, the case where each strip line is a microstrip line has been described. However, in the present invention, ground lines are provided on both sides of each strip line so that each strip line can be a coplanar line. Even in such a case, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.

本発明に係る光半導体モジュールは、高周波特性を損なうことなくアレイを構成する素子数を増やすことができ、優れた高周波特性を有する高性能なものであるので、大容量光ファイバ通信等に用いるものとして有用である。   The optical semiconductor module according to the present invention can increase the number of elements constituting the array without impairing the high-frequency characteristics, and is a high-performance module having excellent high-frequency characteristics. As useful.

本発明の実施の形態1に係る光半導体モジュールの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the optical semiconductor module which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る光半導体モジュールの変形例の組み立て方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the assembly method of the modification of the optical semiconductor module which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る光半導体モジュールの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the optical semiconductor module which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来の光半導体モジュールに用いられる変調器付き半導体レーザ素子の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor laser element with a modulator used for the conventional optical semiconductor module. 従来の光半導体モジュールの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the conventional optical semiconductor module. 従来の光半導体モジュールの組み立て方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the assembly method of the conventional optical semiconductor module. 従来の他の光半導体モジュールの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the other conventional optical semiconductor module. 本発明の実施の形態1に係る光半導体モジュールの組み立て方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the assembly method of the optical semiconductor module which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る光半導体モジュールの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the optical semiconductor module which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る光半導体モジュールの構造を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structure of the optical semiconductor module which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3の変形例に係る光半導体モジュールの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the optical semiconductor module which concerns on the modification of Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,1a,101a〜101e,1001 変調器付半導体レーザ素子
2a,2b,1002a,1002b 表面電極
3a,3b,1003a,1003b 裏面用電極
4,1004,1060 表面電極
5,1005,1061 裏面用電極
7a,7b,7d,7e,17a,17b,210a〜210e,211a〜211e,212a〜212e,213a〜213e,1007a,1007b,1007d,1007e,2006,2010 ストリップ線路
204a〜204e,1007c,2007 給電線路
7f,203a〜203e,1007f 接地用線路
9b,9d,9e,9f,214 スルーホール
10,1010 はんだバンプ
11,1011 チップキャリア
19a,19b 接地線路
18 終端抵抗
20,103a〜103e,2003 変調器部
20a 変調器部側端面
30 光導波路
40,104a〜104e,2002 レーザ部
70,1012,2005 基板
71,200a 第1の板状部材
72,200b 第2の板状部材
91 第1の板状部材
92 第2の板状部材
93,2004 ボンディングワイヤ
100 アレイ型変調器付半導体レーザ素子
1051 アンドープInP基板
1052 導波層
1053 高抵抗InP電流ブロック層
1054 n型InPホールトラップ層
1055 p型InP第1クラッド層
1056 p型InGaAsコンタクト層
1057 溝
1058 絶縁膜
1059 Cr/Au膜
1006,2005 マイクロストリップライン基板
200 基板
204a〜204e ストリップ線路群
1, 1a, 101a to 101e, 1001 Modulator semiconductor laser elements 2a, 2b, 1002a, 1002b Surface electrodes 3a, 3b, 1003a, 1003b Back electrode 4, 1004, 1060 Surface electrode 5, 1005, 1061 Back electrode 7a , 7b, 7d, 7e, 17a, 17b, 210a to 210e, 211a to 211e, 212a to 212e, 213a to 213e, 1007a, 1007b, 1007d, 1007e, 2006, 2010 Strip lines 204a to 204e, 1007c, 2007 Feed line 7f , 203a to 203e, 1007f Grounding line 9b, 9d, 9e, 9f, 214 Through hole 10, 1010 Solder bump 11, 1011 Chip carrier 19a, 19b Grounding line 18 Termination resistor 20, 103a to 103e , 2003 Modulator unit 20a End surface 30 on the modulator unit side Optical waveguides 40, 104a to 104e, 2002 Laser units 70, 1012, 2005 Substrate 71, 200a First plate member 72, 200b Second plate member 91 First Plate member 92 Second plate member 93, 2004 Bonding wire 100 Semiconductor laser element 1051 with array type modulator Undoped InP substrate 1052 Waveguide layer 1053 High resistance InP current blocking layer 1054 n-type InP hole trap layer 1055 p-type InP first cladding layer 1056 p-type InGaAs contact layer 1057 groove 1058 insulating film 1059 Cr / Au film 1006, 2005 microstrip line substrate 200 substrates 204a to 204e strip line group

Claims (3)

基板と、
該基板上に載置された、その表面に表面電極を備えた変調器部と,その光軸が該変調器部の光軸と同一直線上に配置されたその表面に表面電極を備えたレーザ部とを有する、そのレーザ光の出射端面と上記変調器部との距離が互いに異なる複数の変調器付半導体レーザ素子を、その表面及びその端面が同一平面を構成するよう併設してなるアレイ型半導体レーザ素子とを備え、
上記基板上には、その端部が上記各変調器付半導体レーザ素子の変調器部の表面電極のそれぞれと接続された、該変調器付半導体レーザ素子の光軸と垂直な方向に伸びる複数の直線形状のストリップ線路と、上記各変調器付半導体レーザ素子のレーザ部の表面電極のそれぞれと接続された給電線路とを有していることを特徴とする光半導体モジュール。
A substrate,
A modulator unit mounted on the substrate and having a surface electrode on its surface, and a laser having a surface electrode on its surface whose optical axis is collinear with the optical axis of the modulator unit And a plurality of semiconductor laser elements with modulators having different distances between the laser light emitting end face and the modulator part, the surface and the end face of which are arranged side by side. A semiconductor laser element,
On the substrate, a plurality of edge portions extending in a direction perpendicular to the optical axis of the modulator-equipped semiconductor laser element are connected to the surface electrodes of the modulator sections of the modulator-equipped semiconductor laser elements. An optical semiconductor module comprising: a linear strip line; and a feed line connected to each of the surface electrodes of the laser portion of each of the semiconductor laser elements with a modulator.
請求項1に記載の光半導体モジュールにおいて、
上記基板の裏面には接地導体が設けられており、
上記ストリップ線路はマイクロストリップ線路であることを特徴とする光半導体モジュール。
The optical semiconductor module according to claim 1,
A ground conductor is provided on the back surface of the substrate,
An optical semiconductor module, wherein the strip line is a microstrip line.
請求項2に記載の光半導体モジュールにおいて、
上記基板の表面には、スルーホールを介して裏面の接地導体と接続された接地用線路が、上記複数のストリップ線路に対応して複数設けられており、
上記アレイ型半導体レーザ素子を構成する各変調器付半導体レーザ素子の変調器部の表面には、その裏面と導通された裏面用電極が設けられており、
上記各裏面用電極と各接地用線路とが接着されていることを特徴とする光半導体モジュール。
The optical semiconductor module according to claim 2,
On the surface of the substrate, a plurality of ground lines connected to the ground conductor on the back surface through through holes are provided corresponding to the plurality of strip lines,
On the surface of the modulator portion of each modulator-equipped semiconductor laser element that constitutes the array type semiconductor laser element, there is provided a back-surface electrode that is electrically connected to the back surface.
An optical semiconductor module, wherein each of the back surface electrodes and each grounding line is bonded.
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