JP2018072674A

JP2018072674A - 光モジュール

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Publication number: JP2018072674A
Application number: JP2016214461A
Authority: JP
Inventors: 秀一久保田; Shuichi Kubota; 禎基佐治; Sadamoto Saji
Original assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Current assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2018-05-10
Anticipated expiration: 2036-11-01
Also published as: JP6879476B2

Abstract

【課題】受光素子に接続されるワイヤの錯綜を低減して信頼性を高めることができる光モジュールを提供する。【解決手段】この光モジュールは、基板上に設けられた一導電型半導体層と、一導電型半導体層上に設けられた吸収層と、吸収層上に設けられた反対導電型半導体層とを含み、基板上に設けられた一導電型半導体層に接続する第１電極と、基板上に設けられた反対導電型半導体層に接続する第２電極と、を有する受光素子を複数備える。複数の受光素子は、１つのキャリア上に搭載されてなり、隣り合う受光素子のそれぞれの第２電極は、第１ワイヤを介して互いに接続され、複数の受光素子のうち１つの受光素子における第２電極のみ、第２ワイヤを介して配線基板と電気的に接続される。【選択図】図７

Description

本発明は、光モジュールに関するものである。

特許文献１には、光半導体モジュールに関する技術が記載されている。この光半導体モジュールは、レーザダイオードと、レーザダイオードから出力された光をケース外部へ向けて出射する光学系と、レーザダイオードから出力された光の一部を受光するフォトダイオードとを備えている。

特開平０５−３２７０３１号公報

近年、光通信システムにおいては、互いに波長が異なる複数の信号光を重ねて伝送する、いわゆる波長多重技術が用いられている。このように、複数の信号光を重ねて伝送する場合、複数の発光素子から出力された複数の信号光が、光学系により合波されて光ファイバに出力される。また、各信号光の強度をモニタするために、複数の受光素子（フォトダイオード）が光モジュール内に配置される。これらの受光素子からボンディングワイヤを介して信号を取り出す場合、受光素子の数が多くなると、ワイヤの本数が増加して錯綜し易くなるのでワイヤ同士の接触が生じ易くなり、光モジュールの信頼性が低下する。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、受光素子に接続されるワイヤの錯綜を低減して信頼性を高めることができる光モジュールを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、一実施形態に係る光モジュールは、基板上に設けられた一導電型半導体層と、一導電型半導体層上に設けられた吸収層と、吸収層上に設けられた反対導電型半導体層とを含み、基板上に設けられた一導電型半導体層に接続する第１電極と、基板上に設けられた反対導電型半導体層に接続する第２電極と、を有する受光素子を複数備え、複数の受光素子は、１つのキャリア上に搭載されており、隣り合う受光素子のそれぞれの第２電極は、第１ワイヤを介して互いに電気的に接続され、複数の受光素子のうち１つの受光素子における第２電極のみ、第２ワイヤを介して配線基板と電気的に接続される。

本発明による光モジュールによれば、受光素子に接続されるワイヤの錯綜を低減して信頼性を高めることができる。

図１は、一実施形態に係る光モジュールの内部構造を示す平面図である。図２は、図１の一部を拡大して示す平面図である。図３は、光モジュールの内部構造の一部を概略的に示す側面図である。図４は、発光部の詳細な構成を示す平面図である。図５は、キャリア及び受光素子の構成を拡大して示す平面図である。図６は、受光素子を拡大して示す平面図である。図７は、受光素子の第１電極パッド及び第２電極パッドと配線基板とのワイヤボンディングの様子を示す平面図である。図８は、第１変形例に係るキャリア及び受光素子群の拡大平面図である。図９は、第２変形例に係る光モジュールの構成を模式的に示す側断面図である。図１０は、比較例としての光モジュールのキャリア及び受光素子群を示す平面図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光モジュールは、基板上に設けられた一導電型半導体層と、一導電型半導体層上に設けられた吸収層と、吸収層上に設けられた反対導電型半導体層とを含み、基板上に設けられた一導電型半導体層に接続する第１電極と、基板上に設けられた反対導電型半導体層に接続する第２電極と、を有する受光素子を複数備える。複数の受光素子は、１つのキャリア上に搭載されており、隣り合う受光素子のそれぞれの第２電極は、第１ワイヤを介して互いに電気的に接続され、複数の受光素子のうち１つの受光素子における第２電極のみ、第２ワイヤを介して配線基板と電気的に接続される。

この光モジュールでは、複数の受光素子が１つのキャリア上に搭載されており、隣り合う受光素子のそれぞれの第２電極は第１ワイヤを介して互いに電気的に接続されている。この場合、第２電極パッド同士を接続するワイヤは短くて済み、またこれらの受光素子の反対導電型半導体層に電気的な導通を図るためには、何れか１つの受光素子の第２電極からワイヤを引き出して配線基板に接続すれば良い。従って、例えば複数の受光素子の第２電極それぞれからワイヤを引き出して配線基板等に接続する場合と比較して、受光素子に接続されるワイヤの錯綜を低減することができ、ワイヤ同士の接触を生じにくくして光モジュールの信頼性を高めることができる。

また、上記の光モジュールにおいて、複数の受光素子は、それぞれ第２電極と電気的に接続された第３電極を有し、１つの受光素子の第２電極は、第３電極に接続された第２ワイヤを介して配線基板と電気的に接続されてもよい。

また、上記の光モジュールにおいて、複数の受光素子は、第１角部と対角する位置に第２角部を有する矩形であり、第２電極は、基板上の第１角部の位置に配置され、第３電極は、基板上の第２角部の位置に配置されてもよい。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一実施形態に係る光モジュール１Ａの内部構造を示す平面図である。図２は、図１の一部を拡大して示す平面図である。図３は、光モジュール１Ａの内部構造の一部を概略的に示す側面図である。光モジュール１Ａは、直方体状の筐体２と、フランジを有し円柱状の光結合部３とを備える発光モジュール（ＴＯＳＡ；Transmitter Optical SubAssembly）である。

光モジュール１Ａの内部には、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の発光部１１ａ〜１１ｄ、Ｎ個の第１レンズ１２ａ〜１２ｄ、キャリア１３、Ｎ個の受光素子（フォトダイオード、ＰＤ）１４ａ〜１４ｄ、Ｎ個の第２レンズ１５ａ〜１５ｄ、合波光学系１９、及び配線基板２１，２２が設けられている。一例では、光モジュール１Ａは、４チャネル（Ｎ＝４）の発光モジュールである。発光部１１ａ〜１１ｄ、第１レンズ１２ａ〜１２ｄ、キャリア１３、第２レンズ１５ａ〜１５ｄ、合波光学系１９、及び配線基板２１，２２は、筐体２の内部に設けられたベース部材７の平坦な主面上に配置されている。

また、筐体２はフィードスルー２Ｂを有する。フィードスルー２Ｂは筐体２の後壁を貫通しており、筐体２の外側のフィードスルー２Ｂの部分には、外部機器との電気的な接続のための複数の端子２５が、方向Ａ１に並んで設けられている。筐体２の内側のフィードスルー２Ｂの部分には、複数の端子２４、及びコプレーナ線路を構成するＮ本の信号線路２３が設けられている。Ｎ本の信号線路２３及び複数の端子２４は、それぞれ対応する端子２５と電気的に接続されている。

光モジュール１Ａでは、光源として機能する発光部１１ａ〜１１ｄが各々独立して駆動され、発光部１１ａ〜１１ｄが個別に信号光Ｌａ〜Ｌｄを出力する。図１及び図２に示されるように、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸は、第１方向（図２の矢印Ａ１）に並んでおり、互いに平行である。発光部１１ａ〜１１ｄへの駆動信号は、光モジュール１Ａの外部から提供される。信号光Ｌａ〜Ｌｄは、駆動信号に応じて変調された光である。発光部１１ａ〜１１ｄは、レーザダイオード及び半導体光変調器が集積された半導体光集積素子３０をそれぞれ有する。信号光Ｌａ〜Ｌｄの各波長は例えば１．３μｍ帯であり、互いに異なる。

第１レンズ１２ａ〜１２ｄは、それぞれ発光部１１ａ〜１１ｄと光学的に結合されている。発光部１１ａ〜１１ｄから出力された信号光Ｌａ〜Ｌｄは、それぞれ第１レンズ１２ａ〜１２ｄに入力する。各発光部１１ａ〜１１ｄの半導体光集積素子３０と、対応する第１レンズ１２ａ〜１２ｄとの距離は、第１レンズ１２ａ〜１２ｄの焦点距離よりも長い。故に、図３に示されるように、第１レンズ１２ａ〜１２ｄは、発散光である信号光Ｌａ〜Ｌｄを収束光に変換する。

キャリア１３は、信号光Ｌａ〜Ｌｄの各光軸と交差する第２方向（図２の矢印Ａ２）を長手方向として延びる直方体状の部材であり、第１レンズ１２ａ〜１２ｄと第２レンズ１５ａ〜１５ｄとの間の光路上に配置されている。図３に示されるように、キャリア１３は、信号光Ｌａ〜Ｌｄの各光軸に対して傾斜する誘電体多層膜（ビームスプリッタ）１３ｂを内部に有しており、この誘電体多層膜１３ｂを信号光Ｌａ〜Ｌｄが通過する際に、信号光Ｌａ〜Ｌｄの各一部（例えば信号光Ｌａ〜Ｌｄの光量の５〜１０％）を分岐する。ＰＤ１４ａ〜１４ｄは、１つのキャリア１３の搭載面１３ａ上に配置され、分岐された信号光Ｌａ〜Ｌｄの各一部を受光することにより、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光強度を検出する。ＰＤ１４ａ〜１４ｄは、それらの裏面とキャリア１３の搭載面１３ａとが互いに対向するように、キャリア１３上に実装されている。ＰＤ１４ａ〜１４ｄは、誘電体多層膜１３ｂによって分岐された信号光Ｌａ〜Ｌｄの一部を、裏面において受ける。

第２レンズ１５ａ〜１５ｄは、キャリア１３を挟んで第１レンズ１２ａ〜１２ｄと光学的に結合されている。第１レンズ１２ａ〜１２ｄから出力された信号光Ｌａ〜Ｌｄは、キャリア１３を通過し、ビームウエストを形成したのち、再び拡がりつつ第２レンズ１５ａ〜１５ｄにそれぞれ入力する。第２レンズ１５ａ〜１５ｄと信号光Ｌａ〜Ｌｄのビームウエストとの距離は、第２レンズ１５ａ〜１５ｄの焦点距離と一致する。故に、第２レンズ１５ａ〜１５ｄは、拡がりつつ入射する信号光Ｌａ〜Ｌｄをコリメート光に変換する。

合波光学系１９は、第２レンズ１５ａ〜１５ｄと光学的に結合され、信号光Ｌａ〜Ｌｄを互いに合波する。図１に示されるように、本実施形態の合波光学系１９は、第１ＷＤＭフィルタ１６、第２ＷＤＭフィルタ１７、ミラー１８、及び偏波合成器２０を含む。ミラー１８は、第２レンズ１５ａ，１５ｂと光学的に結合されている。ミラー１８の光反射面は、第２レンズ１５ａ，１５ｂの光軸上に位置し、これらの光軸に対して傾斜している。ミラー１８は、信号光Ｌａ，Ｌｂをこれらの光軸と交差する方向へ向けて反射する。第１ＷＤＭフィルタ１６は、第２レンズ１５ｃと光学的に結合されている。第１ＷＤＭフィルタ１６の波長選択面は、第２レンズ１５ｃの光軸上に位置し、該光軸に対して傾斜している。第１ＷＤＭフィルタ１６は、第２レンズ１５ｃからの信号光Ｌｃを透過させるとともに、ミラー１８によって反射された信号光Ｌａを反射する。これにより、信号光Ｌａ及びＬｃの光路が互いに一致し、信号光Ｌａ及びＬｃが互いに合波されて信号光Ｌｅとなる。第２ＷＤＭフィルタ１７は、第２レンズ１５ｄと光学的に結合されている。第２ＷＤＭフィルタ１７の波長選択面は、第２レンズ１５ｄの光軸上に位置し、該光軸に対して傾斜している。第２ＷＤＭフィルタ１７は、第２レンズ１５ｄからの信号光Ｌｄを透過させるとともに、ミラー１８によって反射された信号光Ｌｂを反射する。これにより、信号光Ｌｂ及びＬｄの光路が互いに一致し、信号光Ｌｂ及びＬｄが互いに合波されて信号光Ｌｆとなる。

偏波合成器２０は、光透過性の板状の部材である。一方の板面には反射防止膜２０ａおよび偏波フィルタ膜２０ｂが形成され、他方の板面には反射膜２０ｃ及び反射防止膜２０ｄが形成されている。反射防止膜２０ａには、信号光Ｌｅが入力する。信号光Ｌｅは偏波合成器２０の内部を通過して反射膜２０ｃに達し、反射膜２０ｃによって反射されたのち、偏波フィルタ膜２０ｂに達する。一方、偏波フィルタ膜２０ｂには、信号光Ｌｆが入力する。信号光Ｌｅ，Ｌｆのうち一方の偏光面が、図示しない波長板によって９０°回転されることにより、信号光Ｌｅが偏波フィルタ膜２０ｂにおいて反射され、信号光Ｌｆが偏波フィルタ膜２０ｂを透過する。その結果、信号光Ｌｅ及びＬｆは互いに合波され、信号光Ｌｇとなる。信号光Ｌｇは、反射防止膜２０ｄを通って偏波合成器２０から出力され、筐体２の側壁２Ａに設けられた窓を介して筐体２外に出力される。

光結合部３は、レンズ５２（図３参照）及びファイバスタブを有する同軸モジュールである。レンズ５２は合波光学系１９と光学的に結合される。ファイバスタブは、光ファイバＦ（図３参照）を保持する。レンズ５２は、信号光Ｌｇを集光して光ファイバＦの端面に導く。光結合部３は、信号光Ｌｇの光軸に対して調芯されたのち、筐体２の側壁２Ａに溶接により固定される。光結合部３は、図示していないが、レンズ５２及びファイバスタブを有している。さらに加えて、外部からの光を遮断する光アイソレータを更に有してもよい。

図４は、発光部１１ａ〜１１ｄの詳細な構成を示す平面図である。発光部１１ａ〜１１ｄは、チップキャリア３１と、チップキャリア３１上に搭載された半導体光集積素子３０とを有する。チップキャリア３１は、絶縁体によって構成される。半導体光集積素子３０は、レーザダイオードと半導体光変調器とが共通基板上に集積されたモノリシック構造を有する。半導体光集積素子３０は、レーザダイオードのアノード電極に接続されたパッド３０ａと、半導体光変調器のアノード電極３０ｂに接続されたパッド３０ｃとを有する。パッド３０ａは、レーザ駆動のための直流バイアス電流を受ける。パッド３０ｃは、送信信号に応じて変調された高周波の変調信号を受ける。

チップキャリア３１の主面３１ａ上には、伝送線路であるコプレーナ線路３２、バイアスパターン３５、及び終端パターン３６が設けられている。コプレーナ線路３２は、その一端部において半導体光集積素子３０と電気的に接続され、半導体光集積素子３０に変調信号を供給する。具体的には、コプレーナ線路３２は信号線路３３及びグランドパターン３４を含んで構成される。信号線路３３は、変調信号を導波する導電性金属膜であって、一方の端面３１ｅ寄りの位置から他方の端面３１ｆ寄りの位置にわたって延びている。信号線路３３の端面３１ｆ寄りの部分は、ワイヤボンディングのためのパッド３３ａとなっている。パッド３３ａは、ワイヤ４６を介して、図２に示される筐体２のフィードスルー２Ｂに設けられたコプレーナ線路の信号線路２３と電気的に接続されている。また、信号線路３３の端面３１ｅ寄りの部分は、ワイヤボンディングのためのパッド３３ｂとなっており、このパッド３３ｂと半導体光集積素子３０のパッド３０ｃとは、ワイヤ４１を介して電気的に接続される。

グランドパターン３４は、信号線路３３の両側に所定の間隔をあけて設けられた導電性金属膜であって、基準電位を与えられる。半導体光集積素子３０はグランドパターン３４上に実装され、半導体光集積素子３０の裏面電極（カソード）がグランドパターン３４と導電接続される。バイアスパターン３５は、導電性金属膜であって、半導体光集積素子３０のパッド３０ａとワイヤ４３を介して電気的に接続される。終端パターン３６は、導電性金属膜であって、半導体光集積素子３０のパッド３０ｃとワイヤ４２を介して電気的に接続される。終端パターン３６とグランドパターン３４とは、終端抵抗チップ３７を介して電気的に接続される。

グランドパターン３４上には、デカップリングコンデンサ３８が実装されている。デカップリングコンデンサ３８の下面電極は、はんだ等の導電性接着剤を介してグランドパターン３４と電気的に接続されている。デカップリングコンデンサ３８の上面電極は、ワイヤ４４を介して、バイアスパターン３５と電気的に接続されている。また、デカップリングコンデンサ３８の上面電極は、ワイヤ４５を介して、図２に示される筐体２のフィードスルー２Ｂに設けられた複数の端子２４の何れかと電気的に接続されている。

図５は、キャリア１３及びＰＤ１４ａ〜１４ｄの構成を拡大して示す平面図である。キャリア１３の搭載面１３ａは、方向Ａ２を長手方向とする長方形状を呈する。そして、キャリア１３は、互いに対向する前面１３ｃ及び背面１３ｄを有し、前面１３ｃ及び背面１３ｄは共に方向Ａ２に沿って延びている。一例では、前面１３ｃ及び背面１３ｄは互いに平行であり、且つベース部材７の平坦な主面に対して垂直である。但し、前面１３ｃ及び背面１３ｄの法線方向は、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸に対して僅かに傾斜している。言い換えれば、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸の並び方向Ａ１に対して、方向Ａ２が僅かに傾斜している。これは、前面１３ｃ及び背面１３ｄにおける反射戻り光を防ぐためである。キャリア１３は、互いに対向する一端面１３ｅ及び他端面１３ｆを更に有する。一端面１３ｅ及び他端面１３ｆは、キャリア１３の方向Ａ２における一端及び他端にそれぞれ設けられ、互いに平行であり、且つベース部材７の主面に対して垂直である。なお、キャリア１３の底面は、樹脂接着剤５１を介して、ベース部材７の主面に固定されている。

ＰＤ１４ａ〜１４ｄは、一つの受光素子群１４を構成しており、方向Ａ２に一列に並んでいる。この並び方向は、キャリア１３の長手方向と一致する。ここで、図６は、ＰＤ１４ａを拡大して示す平面図である。なお、他のＰＤ１４ｂ〜１４ｄの構成も、図６に示されるＰＤ１４ａの構成と同様である。

ＰＤ１４ａは、半導体基板６１を有しており、半導体基板６１は矩形状（典型的には正方形状）といった平面形状の主面６１ａを有する。この主面６１ａは、角部６１ｂ、角部６１ｃ、及び一対の角部６１ｄを含んでいる。角部６１ｃは角部６１ｂと対角する位置にあり、一方の角部６１ｄ（第１角部）は他方の角部６１ｄ（第２角部）と別の対角位置にある。一方の角部６１ｄは角部６１ｂ及び角部６１ｃと隣り合っており、他方の角部６１ｄは角部６１ｂ及び角部６１ｃとその反対側で隣り合っている。

ＰＤ１４ａは、受光領域６２、電極パッド６３（第１電極）、及び一対の電極パッド６４（第２電極及び第３電極）を更に有する。受光領域６２は、半導体基板６１の主面６１ａ上に半導体層として設けられ、ＰＤ１４ａの裏面側から入射した光を電気信号に変換する。具体的には、受光領域６２は、半導体基板６１上に設けられた一導電型（例えばｎ型）の半導体層と、該半導体層上に設けられた吸収層と、吸収層上に設けられた反対導電型（例えばｐ型）の半導体層とを含む。受光領域６２の平面形状は例えば円形である。受光領域６２は、主面６１ａの中心に対し角部６１ｂ側に寄せて配置されている。なお、角部６１ｂ側に寄せて配置されているとは、角部６１ｂ、角部６１ｃ、及び一対の角部６１ｄのうち角部６１ｂに最も近いことを意味し、主面６１ａの中心が受光領域６２に含まれることを妨げない。

電極パッド６３は、半導体基板６１の主面６１ａ上に金属膜として設けられたボンディングパッドである。電極パッド６３は、主面６１ａ上に形成された金属配線を介して、受光領域６２の一導電型半導体層に接続する。電極パッド６３は、半導体基板６１上の角部６１ｃの位置に配置されている。言い換えれば、電極パッド６３は、主面６１ａの中心に対し角部６１ｃ側に寄せて配置されている。典型的には、電極パッド６３は、主面６１ａの中心と角部６１ｃとの間に配置されている。

電極パッド６４は、半導体基板６１の主面６１ａ上に金属膜として設けられたボンディングパッドである。一方の電極パッド６４（第２電極）は、受光領域６２の第２導電型半導体層に接続する。第２導電型は例えばｎ型である。一方の電極パッド６４は、半導体基板６１上の一方の角部６１ｄの位置に配置されている。言い換えれば、一方の電極パッド６４は、主面６１ａの中心に対し一方の角部６１ｄ側に寄せて配置されている。また、他方の電極パッド６４（第３電極）は、一方の電極パッド６４と電気的に接続されている。他方の電極パッド６４は、半導体基板６１上の他方の角部６１ｄの位置に配置されている。言い換えれば、他方の電極パッド６４は、主面６１ａの中心に対し他方の角部６１ｄ側に寄せて配置されている。典型的には、各電極パッド６４は、主面６１ａの中心と各角部６１ｄとの間に配置されている。

再び図５を参照する。ＰＤ１４ａ〜１４ｄの受光領域６２は、方向Ａ２と交差する方向（第３方向、例えば搭載面１３ａの法線方向）から見て、それぞれ信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸と重なる位置に配置されている。一実施例では、同方向から見て、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸は、ＰＤ１４ａ〜１４ｄの受光領域６２の中心を通る。

図７は、ＰＤ１４ａ〜１４ｄの電極パッド６３及び電極パッド６４と配線基板２１，２２とのワイヤボンディングの様子を示す平面図である。本実施形態において、ＰＤ１４ａ，１４ｂの各電極パッド６３は、ワイヤ４７ａ，４７ｂを介して、それぞれ配線基板２１の配線２１ｂ，２１ａと接続される。同様に、ＰＤ１４ｃ，１４ｄの各電極パッド６３は、ワイヤ４７ｃ，４７ｄを介して、それぞれ配線基板２２の配線２２ａ，２２ｂと接続される。また、ＰＤ１４ａの一方の電極パッド６４は、他方の電極パッド６４、及び該他方の電極パッド６４に接続されたワイヤ４８ａを介して、ＰＤ１４ｂの一方の電極パッド６４と電気的に接続される。更に、ＰＤ１４ｂの一方の電極パッド６４は、他方の電極パッド６４、及び該他方の電極パッド６４に接続されたワイヤ４８ｂを介して、ＰＤ１４ｃの一方の電極パッド６４と接続される。ＰＤ１４ｃの一方の電極パッド６４は、他方の電極パッド６４、及び該他方の電極パッド６４に接続されたワイヤ４８ｃを介して、ＰＤ１４ｄの一方の電極パッド６４と接続される。このように、本実施形態では、互いに隣り合うＰＤのそれぞれの一方の電極パッド６４同士が、ワイヤ４８ａ〜４８ｃを介して互いに電気的に接続される。上記の説明において、ワイヤ４８ａ〜４８ｃは本実施形態における第１ワイヤの例である。また、ＰＤ１４ａ〜１４ｄの各一方の電極パッド６４のうち、１つのＰＤにおける一方の電極パッド６４のみが、ワイヤを介して配線基板２１または２２と電気的に接続される。本実施形態では、ＰＤ１４ｄの一方の電極パッド６４が、他方の電極パッド６４及び該他方の電極パッド６４に接続されたワイヤ４８ｄを介して、配線２２ｃと電気的に接続される。

なお、上記の説明では、ＰＤ１４ｂの電極パッド６４とＰＤ１４ｃの電極パッド６４とがワイヤ４８ｂを介して接続されているが、この接続に代えて、ＰＤ１４ａの電極パッド６４が配線基板２１の配線２１ａ，２１ｂ以外の配線と接続されてもよい。配線基板２１，２２の各配線は、図示しないワイヤを介して、フィードスルー２Ｂの複数の端子２４の何れかと電気的に接続される。

以上に説明した、本実施形態の光モジュール１Ａによって得られる効果について説明する。図１０は、比較例としての光モジュールのキャリア１３及び受光素子群１４を示す平面図である。この比較例では、複数のＰＤ１４ａ〜１４ｄの電極パッド６４それぞれからワイヤを配線基板へ引き出している。すなわち、ＰＤ１４ａの電極パッド６３，６４は、ワイヤ４９ａ，４９ｂを介して、それぞれ配線基板２１の配線２１ｄ，２１ｃと接続されている。ＰＤ１４ｂの電極パッド６３，６４は、ワイヤ４９ｃ，４９ｄを介して、それぞれ配線基板２１の配線２１ｂ，２１ａと接続されている。ＰＤ１４ｃの電極パッド６３，６４は、ワイヤ４９ｅ，４９ｆを介して、それぞれ配線基板２２の配線２２ｂ，２２ａと接続されている。ＰＤ１４ｄの電極パッド６３，６４は、ワイヤ４９ｇ，４９ｈを介して、それぞれ配線基板２２の配線２２ｄ，２２ｃと接続されている。このような構成では、配線基板２１，２２へ引き出しているワイヤの本数が８本と多いため錯綜し易く、ワイヤ同士の接触が生じ易くなり、光モジュールの信頼性が低下するという問題がある。また、配線基板２１，２２へ引き出しているワイヤの長さも長いため、錯綜し易く、ワイヤ同士の接触が生じ易くなり、さらに光モジュールの信頼性が低下する。

これに対し、本実施形態の光モジュール１Ａでは、ＰＤ１４ａ〜１４ｄが１つのキャリア１３上に搭載されており、隣り合うＰＤのそれぞれの一方の電極パッド６４は、ワイヤ４８ａ〜４８ｃを介して互いに電気的に接続されている。この場合、電極パッド６４同士を接続するワイヤ４８ａ〜４８ｃは図１０に示されたワイヤ４９ｄ及び４９ｆよりも短くて済み、またこれらのＰＤ１４ａ〜１４ｄのｎ型半導体層に電気的な導通を図るためには、ＰＤ１４ａ〜１４ｄのうち何れか１つの電極パッド６４からワイヤを引き出して配線基板に接続すれば良い（本実施形態では、ＰＤ１４ｄの電極パッド６４がワイヤ４８ｄを介して配線基板２２に接続されている）。従って、図１０に示された例と比較して、ＰＤ１４ａ〜１４ｄから配線基板２１，２２へ引き出しているワイヤの本数を８本から５本に減らすことができる。このことから、ＰＤ１４ａ〜１４ｄに接続されるワイヤの錯綜を低減することができ、ワイヤ同士の接触を生じにくくして光モジュール１Ａの信頼性を高めることができる。また、ＰＤ１４ａ〜１４ｄのそれぞれの電極パッド６４を接続するワイヤ４８ａ〜４８ｃの長さを比較例のワイヤ４９より短くすることができ、ワイヤボンディング作業の作業性を向上させることができる。

また、本実施形態のように、受光素子群１４の端よりも内側に位置するＰＤ１４ｂにおいて、一方の角部６１ｄに寄せて配置された電極パッド６４は、該一方の角部６１ｄと隣合うＰＤ１４ａの電極パッド６４とワイヤ４８ａを介して接続され、他方の角部６１ｄに寄せて配置された電極パッド６４は、該他方の角部６１ｄと隣合うＰＤ１４ｃの電極パッド６４とワイヤ４８ｂを介して接続されてもよい。同様に、受光素子群１４の端よりも内側に位置するＰＤ１４ｃにおいて、一方の角部６１ｄに寄せて配置された電極パッド６４は、該一方の角部６１ｄと隣合うＰＤ１４ｄの電極パッド６４とワイヤ４８ｃを介して接続され、他方の角部６１ｄに寄せて配置された電極パッド６４は、該他方の角部６１ｄと隣合うＰＤ１４ｂの電極パッド６４とワイヤ４８ｂを介して接続されてもよい。これにより、電極パッド６４同士を接続するワイヤ４８ａ〜４８ｃの長さをより短くすることができ、ワイヤの錯綜を更に低減することができる。

また、本実施形態のように、第２導電型半導体層はｎ型半導体層であってもよい。この場合、各ＰＤ１４ａ〜１４ｄの電極パッド６４には一定のバイアス電圧が印加されることとなるので、本実施形態の光モジュール１Ａの構成が特に有効となる。

（第１変形例）
図８は、第１変形例に係るキャリア１３及び受光素子群１４の拡大平面図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、受光素子群１４の端よりも内側に位置するＰＤ１４ｂ，１４ｃの向きである。本変形例では、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの四角形の各辺が方向Ａ２及びその直交方向に対して傾斜している。そして、方向Ａ２において、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの一方の角部６１ｄと他方の角部６１ｄとの間に、角部６１ｂ及び角部６１ｃが位置している。一例では、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの角部６１ｂと受光素子群１４の中心との距離Ｗ１は、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの角部６１ｃと受光素子群１４の中心との距離Ｗ２と等しい。

本変形例によれば、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの電極パッド６４同士、及びＰＤ１４ｂ，１４ｃの電極パッド６４とＰＤ１４ａ，１４ｄの電極パッド６４との距離が更に近くなるので、ワイヤ４８ａ〜４８ｃを更に短くすることができ、ワイヤの錯綜を更に低減することができる。なお、本変形例ではＰＤ１４ａの電極パッド６４と配線基板２１の配線２１ｃとがワイヤ４８ｅを介して接続されているが、上記実施形態のようにワイヤ４８ｅは省略されてもよい。

（第２変形例）
図９は、第２変形例に係る光モジュール１Ｂの構成を模式的に示す側断面図である。この光モジュール１Ｂと上記実施形態の光モジュール１Ａとの構成上の相違点はキャリアのみであって、他の構成は同じである。なお、図９には、図１において示されていなかった温度制御素子（ＴＥＣ）２７が示されている。ＴＥＣ２７は、筐体２の底面とベース部材７との間に配置され、ベース部材７上に設けられた各部品の温度制御を行う。

本変形例のキャリア２６は、上記実施形態のキャリア１３とは異なり、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸と交差しない。具体的には、キャリア２６の搭載面２６ａのベース部材７からの高さは信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸のベース部材７からの高さよりも低く、信号光Ｌａ〜Ｌｄは、搭載面２６ａ上に搭載されたＰＤ１４ａ〜１４ｄの上方をそれぞれ通過する。ＰＤ１４ａ〜１４ｄは、信号光Ｌａ〜Ｌｄの一部（漏洩光）を受光する。

このような構成においては、ＰＤ１４ａ〜１４ｄに接続されるワイヤのベース部材７からの高さが高くなると、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光路にワイヤが干渉し、信号光Ｌａ〜Ｌｄの伝搬をワイヤが妨げるおそれがある。例えば図１０に示されたような接続方式では、ワイヤ４９ａ〜４９ｈが長くなるので、ワイヤ４９ａ〜４９ｈのベース部材７からの高さが必然的に高くなってしまう。これに対し、本変形例では上記実施形態と同様に、ＰＤ１４ａ〜１４ｄの電極パッド６４同士が、ワイヤ４８ａ〜４８ｃを介して互いに接続されている。この場合、ワイヤ４８ａ〜４８ｃは短くて済むので、ワイヤ４８ａ〜４８ｃのベース部材７からの高さを低くすることができる。従って、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光路とワイヤとの干渉を低減することができる。

本発明による光モジュールは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態及び各変形例を、必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、上記実施形態では光モジュールが４つの受光素子を備える場合を例示したが、本発明は２つ以上の任意の個数の受光素子を備える光モジュールに適用可能である。

１Ａ…光モジュール、２…筐体、２Ａ…側壁、２Ｂ…フィードスルー、３…光結合部、７…ベース部材、１３，２６…キャリア、１３ａ…搭載面、１３ｂ…誘電体多層膜、１３ｃ…前面、１３ｄ…背面、１３ｅ…一端面、１３ｆ…他端面、１４…受光素子群、１４ａ〜１４ｄ…受光素子（ＰＤ）、１５ａ〜１５ｄ…第２レンズ、１６…第１ＷＤＭフィルタ、１７…第２ＷＤＭフィルタ、１８…ミラー、１９…合波光学系、２０…偏波合成器、２０ａ…反射防止膜、２０ｂ…偏波フィルタ膜、２０ｃ…反射膜、２０ｄ…反射防止膜、２１，２２…配線基板、２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃ…配線、２３…信号線路、２４，２５…端子、３０…半導体光集積素子、３０ａ…パッド、３０ｂ…アノード電極、３０ｃ…パッド、３１…チップキャリア、３１ａ…主面、３１ｅ…端面、３１ｆ…端面、３２…コプレーナ線路、３３…信号線路、３３ａ，３３ｂ…パッド、３４…グランドパターン、３５…バイアスパターン、３６…終端パターン、３７…終端抵抗チップ、３８…デカップリングコンデンサ、４１〜４６，４７ａ〜４７ｄ，４８ａ〜４８ｄ…ワイヤ、５１…樹脂接着剤、５２…レンズ、６１…半導体基板、６１ａ…主面、６１ｂ〜６１ｄ…角部、６２…受光領域、６３，６４…電極パッド、Ａ１…第１方向、Ａ２…第２方向、Ｆ…光ファイバ、Ｌａ〜Ｌｇ…信号光。

Claims

基板上に設けられた一導電型半導体層と、前記一導電型半導体層上に設けられた吸収層と、前記吸収層上に設けられた反対導電型半導体層とを含み、前記基板上に設けられた前記一導電型半導体層に接続する第１電極と、基板上に設けられた前記反対導電型半導体層に接続する第２電極と、を有する受光素子を複数備え、
前記複数の受光素子は、１つのキャリア上に搭載されており、
隣り合う前記受光素子のそれぞれの前記第２電極は、第１ワイヤを介して互いに電気的に接続され、
前記複数の受光素子のうち１つの前記受光素子における前記第２電極のみ、第２ワイヤを介して配線基板と電気的に接続される、光モジュール。
前記複数の受光素子は、それぞれ前記第２電極と電気的に接続された第３電極を有し、前記１つの受光素子の前記第２電極は、前記第３電極に接続された前記第２ワイヤを介して前記配線基板と電気的に接続される、請求項１に記載の光モジュール。
前記複数の受光素子は、第１角部と対角する位置に第２角部を有する矩形であり、前記第２電極は、前記基板上の前記第１角部の位置に配置され、前記第３電極は、前記基板上の前記第２角部の位置に配置される、請求項２に記載の光モジュール。