JP7622397B2

JP7622397B2 - 光半導体モジュール

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Publication number: JP7622397B2
Application number: JP2020186793A
Authority: JP
Inventors: 直樹板橋
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2025-01-28
Anticipated expiration: 2040-11-09
Also published as: JP2022076389A; US20220149592A1; US12327979B2; CN114530756A

Description

本開示は、光半導体モジュールに関するものである。

特許文献１には、基板上に作製されたレーザ部及び光変調器部を有する半導体モジュールが記載されている。半導体モジュールは、ＤＦＢレーザとＥＡ変調器を集積した半導体レーザと、コプレーナ配線である高周波配線を有するサブキャリアとを備える。半導体レーザは、裏面にグランド電極を有する。サブキャリアの上面には、上段及び下段からなる段差が形成されており、サブキャリアの下面は平坦状とされている。高周波配線は、サブキャリアの上面の上段に形成されるコプレーナ線路を有する。コプレーナ線路は、グランド配線と、信号配線とを備える。サブキャリアの上面の下段には、グランド電極が形成されている。半導体レーザは、裏面に設けられたグランド電極がサブキャリアのグランド電極に接するように配置される。

特開２０１７－１０７９２０号公報

ところで、光半導体モジュールは、半導体レーザ、又は半導体レーザを駆動するドライバＩＣにバイアスを供給するバイアスティー（バイアスＴ）を有することがある。バイアスＴでは、高周波線路へワイヤを接続する方式が採用される。しかしながら、この場合、ワイヤのインダクタンスと寄生容量とによって生じる周波数特性（透過特性）上のディップ（透過ディップ）が問題となりうる。例えば、透過ディップによって高周波線路を伝搬する高周波信号が劣化すると、光半導体モジュールから出力される光送信信号の波形品質が劣化する。従って、光送信信号において良好な波形品質を得るために、バイアスＴがある場合でも高周波信号が劣化しないよう透過ディップの広帯域化を実現させることが求められる。

本開示は、広帯域化を実現させることができる光半導体モジュールを提供することを目的とする。

開示の一側面に係る光半導体モジュールは、伝送線路を有し、半導体レーザ素子が載置された基板と、低誘電率材料によって形成され、インダクタが載置されたブロックと、基板及びブロックを収容する筐体と、を備え、インダクタは、伝送線路に第１ワイヤを介して接続され、半導体レーザ素子は、伝送線路に第２ワイヤを介して接続され、第１ワイヤのインダクタンスは、第２ワイヤのインダクタンスより大きい。

本開示の別の側面に係る光半導体モジュールは、半導体レーザ素子が載置された基板と、低誘電率材料によって構成され、伝送線路を有し、インダクタが載置されたブロックと、基板及びブロックを収容する筐体と、を備え、インダクタは、伝送線路に第１ワイヤを介して接続され、半導体レーザ素子は、伝送線路に第２ワイヤを介して接続され、第１ワイヤのインダクタンスは、第２ワイヤのインダクタンスより大きい。

本開示によれば、広帯域化を実現させることができる。

図１は、実施形態に係る光半導体モジュールの内部構造を模式的に示す平面図である。図２は、光半導体モジュールにおける半導体レーザ素子が搭載された基板、及びインダクタが搭載されたブロックを模式的に示す平面図である。図３は、ブロックの上に搭載されたインダクタを模式的に示す側面図である。図４は、図２とは別の光半導体モジュールにおける半導体レーザ素子が搭載された基板、及びインダクタが搭載されたブロックを模式的に示す平面図である。図５は、例示的な光半導体モジュールの等価回路を示す図である。図６は、図５の等価回路を簡略化した等価回路を示す図である。図７は、参考例に係る光半導体モジュールの等価回路を示す図である。図８は、周波数と透過特性との関係の例を示すグラフである。図９は、周波数と透過特性との関係の例を示すグラフである。図１０は、変形例に係る光半導体モジュールの等価回路を示す図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。本開示の一実施形態に係る光半導体モジュールは、伝送線路を有し、半導体レーザ素子が載置された基板と、低誘電率材料によって形成され、インダクタが載置されたブロックと、基板及びブロックを収容する筐体と、を備え、インダクタは、伝送線路に第１ワイヤを介して接続され、半導体レーザ素子は、伝送線路に第２ワイヤを介して接続され、第１ワイヤのインダクタンスは、第２ワイヤのインダクタンスより大きい。

この光半導体モジュールでは、基板が伝送線路を有し、ブロックにはインダクタが載置されている。半導体レーザ素子は基板に搭載されている。ブロックは低誘電率材料によって構成されている。従って、寄生容量を低減させることができる。また、インダクタと伝送線路とを互いに接続する第１ワイヤのインダクタンスは、半導体レーザ素子と伝送線路とを互いに接続する第２ワイヤのインダクタンスよりも大きい。インダクタと伝送線路とを互いに接続する第１ワイヤのインダクタンスが大きいことにより、バイアスＴがある状態でも広帯域化を実現させることができる。

本開示の別の形態に係る光半導体モジュールは、半導体レーザ素子が載置された基板と、低誘電率材料によって構成され、伝送線路を有し、インダクタが載置されたブロックと、基板及びブロックを収容する筐体と、を備え、インダクタは、伝送線路に第１ワイヤを介して接続され、半導体レーザ素子は、伝送線路に第２ワイヤを介して接続され、第１ワイヤのインダクタンスは、第２ワイヤのインダクタンスより大きい。

この光半導体モジュールでは、ブロックが伝送線路を有し、このブロックにインダクタが載置されている。半導体レーザ素子は基板に載置されている。前述した光半導体モジュールと同様、ブロックは低誘電率材料によって構成されているので、寄生容量を低減させることができる。また、インダクタと伝送線路とを互いに接続する第１ワイヤのインダクタンスは、半導体レーザ素子と伝送線路とを互いに接続する第２ワイヤのインダクタンスよりも大きい。従って、バイアスＴがある状態でも広帯域化を実現させることができる。

ブロックは、インダクタに並列に接続された抵抗を更に有してもよい。この場合、寄生容量に伴うディップを低減させることができる。

光半導体モジュールは、ＲＣ直列回路を更に有し、インダクタは、ＲＣ直列回路と伝送線路との間に接続されていてもよい。この場合、透過ディップを更に低減させることができる。

ブロックは、基板に隣接して前記筐体の内部に配置されていてもよい。この場合、インダクタが載置されたブロックを基板の隣接位置に配置することが可能となる。

低誘電率材料の誘電率は、基板の絶縁体の誘電率よりも小さくてもよい。この場合、ブロックの低誘電率材料の誘電率が基板の絶縁体の誘電率よりも小さいことにより、寄生容量をより低減させることができる。

第１ワイヤのインダクタンスは、第２ワイヤのインダクタンスの２倍以上となっていてもよい。この場合、更なる広帯域化を実現させることができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る光半導体モジュールの具体例を、図面を参照しながら説明する。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範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化又は誇張して描いており、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光半導体モジュール１の内部構造を模式的に示す平面図である。光半導体モジュール１は、例えば、矩形状の筐体２と、筐体２の長手方向である方向Ｄ１の一端に設けられた外部端子３とを備える。外部端子３は、筐体２の方向Ｄ１の一端において筐体２の幅方向である方向Ｄ２に沿って並んでいる。外部端子３は、例えば、高速電気信号を外部から受ける端子、レーザダイオードの駆動電流を受ける端子、ＴＥＣの駆動電流を受ける端子、レーザダイオードの温度を検出するためのモニタ端子、及び、グランド電位（基準電位）を与える端子などを含む。筐体２は、筐体２の内部空間Ｓを画成する内壁２ｂを有する。筐体２の方向Ｄ１における外部端子３と反対側の端部には、光Ｌ（光送信信号）を出力する光出力部４が設けられる。

光半導体モジュール１は、筐体２の内部空間Ｓに、例えば、伝送線路５と、ＤＣ用パッドであるパッド６と、温度制御用素子であるＴＥＣ（Thermo Electric Cooler）７とを備える。図２は、ＴＥＣ７の上部構造を拡大した模式的な平面図である。図１及び図２に示されるように、光半導体モジュール１は、ＴＥＣ７と、半導体レーザ素子１０が搭載されたＡｌＮ（Aluminum Nitride）基板８（基板）と、インダクタ１５が載置されたブロック９とを備える。伝送線路５およびパッド６は、筐体２の内面に形成されている。伝送線路５およびパッド６は、内壁２ｂを貫通する配線によって外部端子３と接続されている。伝送線路５およびパッド６のそれぞれと外部端子３とを接続する配線は、例えば、金属メッキ又は蒸着によって形成される。伝送線路５は、並走するグランド配線５ｇと一定距離をおいて一方向に延伸する信号配線５ｓを含んでいる。

例えば、ＡｌＮ基板８はＴＥＣ７の上に積層されている。筐体２は、内部空間Ｓ内に、例えば、ＴＥＣ７、ＡｌＮ基板８、ブロック９、半導体レーザ素子１０及びインダクタ１５を収容する。ＴＥＣ７は、温度制御面７ｂを有する。温度制御面７ｂは、ＴＥＣ７が筐体２に実装されるヒートシンク面７ａと反対に位置する。例えば、ヒートシンク面７ａおよび温度制御面７ｂは、方向Ｄ１および方向Ｄ２に平行な平面である。より詳細には、ＡｌＮ基板８は、例えば、温度制御面７ｂに接して温度制御面７ｂ上に搭載されている。ＡｌＮ基板８は、ＴＥＣ７と反対側の第１面８ｂを有し、第１面８ｂの上に半導体レーザ素子１０が載置される。ブロック９は、ＴＥＣ７の上にＡｌＮ基板８と並置されている。ＴＥＣ７は、例えば、半導体レーザ素子１０の温度制御を行う。例えば、ＴＥＣ７に所定の電流を流すと、温度制御面７ｂにおいて吸熱が行われ、吸熱された熱量がヒートシンク面７ａにおいて排熱される。このとき、半導体レーザ素子１０は、ＡｌＮ基板８を介して冷却される。また、例えば、ＴＥＣ７に上記所定の電流と反対方向に電流を流すと、ヒートシンク面７ａにおいて吸熱が行われ、吸熱された熱量が温度制御面７ｂにおいて排熱される。このとき、半導体レーザ素子１０はＡｌＮ基板８を介して加熱される。ブロック９は、低誘電率材料によって構成されている。例えば、ブロック９は石英によって形成される。ＡｌＮ基板８は、例えば、絶縁体を含んでおり、ブロック９の低誘電率材料の比誘電率はＡｌＮ基板８の絶縁体の比誘電率よりも小さい。半導体レーザ素子１０は、例えば、電界吸収型変調器集積レーザ（ＥＭＬ：Elecro-absorption Modulator integrated Laser）である。例えば、半導体レーザ素子１０は、レーザダイオード１０ｂと、光変調器１０ｃ（変調器）とを備える。

図３は、ブロック９及びインダクタ１５を模式的に示す側面図である。図２及び図３に示されるように、ブロック９はインダクタ１５に対向する第２面９ｂを有し、第２面９ｂには配線９ｃが形成されている。ブロック９は、例えば、ＴＥＣ７の温度制御面７ｂに接して温度制御面７ｂの上に載置されている。ブロック９は、ヒートシンク面７ａが筐体２の内面に接して筐体２の内面上に載置されている。第２面９ｂは、例えば、方向Ｄ１および方向Ｄ２に平行な平面である。配線９ｃは、例えば外部端子３側に設けられる第１配線９ｄと、光出力部４側に設けられる第２配線９ｆとを含む。第１配線９ｄと第２配線９ｆとは、互いに絶縁されている。また、第２面９ｂには抵抗１６が搭載されており、抵抗１６は、例えば、第１配線９ｄ及び第２配線９ｆの間に配置されている。また、抵抗１６は、第１配線９ｄ及び第２配線９ｆの間に電気的に接続されている。インダクタ１５は、第１配線９ｄ及び第２配線９ｆの間に電気的に接続されている。すなわち、インダクタ１５の一端は第１配線９ｄに接続され、インダクタ１５の他端は第２配線９ｆに接続されている。従って、抵抗１６は、インダクタ１５と並列に接続されている。更に、光半導体モジュール１はＲＣ直列回路１７を備えており、インダクタ１５はＲＣ直列回路１７と後述する伝送線路１１との間に配置されている。インダクタ１５は、例えば、バイアスＴとして機能する。バイアスＴは、伝送線路１１にバイアス（直流電位）を供給する。バイアスは、伝送線路１１を伝搬する高周波信号の基準電位となる。バイアスＴは、伝送線路１１から見たときに高周波において高インピーダンスを有し、高周波信号への影響は小さく抑えられている。インダクタ１５は、第１配線９ｄ及び第２配線９ｆに搭載されている。例えば、インダクタ１５の一端の電極は、第１配線９ｄにハンダで接合され、インダクタ１５の他端の電極は、第２配線９ｆにハンダで接合される。ＲＣ直列回路は、例えば、筐体２の内面に抵抗を実装するためのパッド６と、キャパシタを実装するためのパッド６とを形成し、それらのパッドを配線でつないで構成いても良い。それらのパッドをつなぐ配線は、メッキあるいは蒸着で形成してもよい。

ＡｌＮ基板８は、ＴＥＣ７の反対側の第１面８ｂに伝送線路１１を有する。伝送線路１１は、並走するグランド配線１１ｃと一定距離を保ちながら一方向（Ｄ１方向）に延伸する高周波配線１１ｂを含む。例えば、グランド配線１１ｃは、ダイ１２、チップ１３及び抵抗１４が搭載された第１グランド配線部１１ｄと、高周波配線１１ｂから見て第１グランド配線部１１ｄの反対側に位置する第２グランド配線部１１ｆとを含む。なお、グランド配線１１ｃは、伝送線路１１のように一方向に延びる配線でなくてもよく、伝送線路との間に一定の距離を保つ部分を有する幅の広い配線パターンであってもよい。

ダイ１２、第１グランド配線部１１ｄ、高周波配線１１ｂ及び第２グランド配線部１１ｆのそれぞれからは、ワイヤＷ１、ワイヤＷ２、ワイヤＷ３及びワイヤＷ４のそれぞれが延び出している。例えば、光半導体モジュール１は、更に、ダイ１２及びレーザダイオード１０ｂを互いに接続するワイヤＷ５と、抵抗１４の一端及び変調器１０ｃを互いに接続するワイヤＷ６と、高周波配線１１ｂ及び変調器１０ｃを互いに接続するワイヤＷ７とを備える。

更に、光半導体モジュール１は、ＲＣ直列回路１７及びインダクタ１５を互いに接続するワイヤＷ８と、インダクタ１５及び伝送線路１１を互いに接続するワイヤＷ９とを備える。ワイヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７、Ｗ８、およびＷ９は、例えば、ボンディングワイヤである。ワイヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８，Ｗ９の直径は、例えば、１８μｍ、２５μｍ又は５０μｍである。その場合に、ワイヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７、Ｗ８、およびＷ９のそれぞれの直径は、全て同じ値でもよく、互いに異なる値であってもよい。なお、ワイヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８、およびＷ９は、ボンディングワイヤに代えて、リボンワイヤを使用してもよい。リボンワイヤは、例えば、ボンディングワイヤのような円形の断面ではなく、扁平な断面を有する。例えば、断面の厚さに対して断面の横幅は厚さの２倍以上となっている。ワイヤＷ９はインダクタ１５と伝送線路１１とを互いに接続する第１ワイヤに相当する。ワイヤＷ７は半導体レーザ素子１０と伝送線路１１とを互いに接続する第２ワイヤに相当する。ワイヤＷ９のインダクタンスは、ワイヤＷ７のインダクタンスよりも大きい。例えば、ワイヤＷ９はワイヤＷ７より長くてもよい。また、ワイヤＷ９の断面積（一例として直径）がワイヤＷ７の断面積より小さくてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光半導体モジュール２１について図４を参照しながら説明する。第２実施形態に係る光半導体モジュール２１の一部の構成は、前述した光半導体モジュール１の一部の構成と重複するため、光半導体モジュール１と重複する説明については光半導体モジュール１の要素と同一の符号を付して説明を適宜省略する。図４に示されるように、光半導体モジュール２１では、ブロック９が第２面９ｂに伝送線路２２を有する。伝送線路２２は、並走するグランド配線２２ｃと一定距離をおいて一方向に延伸する高周波配線２２ｂを含む。グランド配線２２ｃは、例えば、第３グランド配線部２２ｄと、高周波配線２２ｂから見て第３グランド配線部２２ｄの反対側に位置する第４グランド配線部２２ｆとを含む。例えば、光半導体モジュール２１では、ＡｌＮ基板８が第１グランド配線部１１ｄのみを有する。

光半導体モジュール２１は、例えば、ブロック９に形成された第３グランド配線部２２ｄと、ＡｌＮ基板８に形成された第１グランド配線部１１ｄとを互いに接続するワイヤＷ１０を更に備える。また、光半導体モジュール２１では、インダクタ１５から延び出すワイヤＷ９が伝送線路２２に接続されており、ワイヤＷ７は高周波配線２２ｂ及び変調器１０ｃを互いに接続している。前述した光半導体モジュール１と同様、ワイヤＷ９のインダクタンスは、ワイヤＷ７のインダクタンスよりも大きい。

次に、前述した各実施形態に係る光半導体モジュール１，２１から得られる作用効果について説明する。まず、第１実施形態に係る光半導体モジュール１では、図２に例示されるように、ＡｌＮ基板８が伝送線路１１を有し、ブロック９にはインダクタ１５が搭載されている。半導体レーザ素子１０はＡｌＮ基板８に搭載されている。ブロック９は低誘電率材料によって構成されている。従って、第２面９ｂに形成されている配線９ｃの寄生容量を低減させることができる。また、インダクタ１５と伝送線路１１とを互いに接続するワイヤＷ９のインダクタンスは、半導体レーザ素子１０と伝送線路１１とを互いに接続するワイヤＷ７のインダクタンスよりも大きい。インダクタ１５と伝送線路１１とを互いに接続するワイヤＷ９のインダクタンスが大きいことにより、インダクタ１５がある状態でも高周波配線１１ｂを伝搬する高周波信号に対する影響を抑えることができ、光半導体モジュール１の広帯域化を実現させることができる。

第２実施形態に係る光半導体モジュール２１では、図４に例示されるように、ブロック９が伝送線路２２を有し、ブロック９にインダクタ１５が載置されている。半導体レーザ素子１０はＡｌＮ基板８に載置されている。光半導体モジュール２１では、光半導体モジュール１と同様、ブロック９が低誘電率材料によって構成されているので、第２面９ｂに形成されている配線９ｃの寄生容量を低減させることができる。また、インダクタ１５と伝送線路２２とを互いに接続するワイヤＷ９のインダクタンスは、半導体レーザ素子１０と伝送線路２２とを互いに接続するワイヤＷ７のインダクタンスより大きい。従って、インダクタ１５がある状態でも高周波配線２２ｂを伝搬する高周波信号に対する影響を抑えることができ、光半導体モジュール２１の広帯域化を実現させることができる。

図５は、光半導体モジュール１（又は光半導体モジュール２１）のバイアスＴに関する等価回路を示す図である。バイアスＴは、例えば、ワイヤＷ９、インダクタ１５、抵抗１６、およびＲＣ直列回路１７を含む。図６は、図５の等価回路を簡略化した等価回路である。図５及び図６に示されるように、ワイヤＷ９のインダクタンスをＬ、抵抗１６の抵抗をＲ_ｐａｒａ、ＲＣ直列回路１７の抵抗をＲ_ｄｕｍｐ、として、更に、Ｒ＝Ｒ_ｐａｒａ＋Ｒ_ｄｕｍｐとすると、このインダクタンスＬとＲＣ並列回路との直列回路の共振周波数ω_０は、式（１）のように表される。

式（１）において、Ｒ→∞とすると、ω_０はインダクタンスＬとキャパシタンスＣとの直列ＬＣ共振回路における共振周波数と等しい。一方、共振周波数ω_０におけるインピーダンスＺ（ω＝ω_０）は式（２）のように表される。

光半導体モジュール１（又は光半導体モジュール２１）では、Ｒが０ではないためインピーダンスＺ（ω＝ω_０）は０にならず、且つ、ω_０が小さい（Ｌが大きい）ほどインピーダンスＺが高くなる。従って、式（１）及び式（２）におけるキャパシタンスＣと抵抗Ｒとの積ＣＲの値が一定であるという条件下においては、Ｌの値が大きいほど共振周波数でのインピーダンスの低下を抑制できる。従って、前述したように、インダクタ１５から延び出すワイヤＷ９のインダクタンスＬが大きい場合、インダクタ１５がある条件下において伝送線路１１の広帯域化を実現させることができる。

本実施形態において、ブロック９は、インダクタ１５に並列に接続された抵抗１６を更に有する。従って、抵抗１６のダンピング効果によって寄生容量に伴うディップを低減させることができる。

本実施形態において、光半導体モジュール１（又は光半導体モジュール２１）は、ＲＣ直列回路１７を更に有し、インダクタ１５は、ＲＣ直列回路１７と伝送線路１１（又は伝送線路２２）との間に接続されている。この場合、透過ディップを更に低減させることができる。

本実施形態において、ブロック９は、ＡｌＮ基板８に隣接してＴＥＣ７の温度制御面７ｂに配置されている。従って、インダクタ１５が載置されたブロック９をＡｌＮ基板８の隣接位置に配置することが可能となる。それにより、ＡｌＮ基板８上に形成されている伝送線路１１に近接してインダクタ１５を配置することができる。また、ブロック９の第２面９ｂ上に伝送線路２２が形成されていてもよい。その場合、伝送線路２２に近接してインダクタ１５を配置することができる。なお、ＡｌＮ基板８およびブロック９は、例えば、ＴＥＣ７の温度制御面７ｂの上に実装されているが、半導体レーザ素子１０が温度制御を必要としない場合には、ＡｌＮ基板８およびブロック９は、筐体２の内面上に直接実装されていてもよい。

本実施形態において、ブロック９の低誘電率材料の誘電率は、ＡｌＮ基板８の絶縁体の誘電率よりも小さい。従って、ブロック９の低誘電率材料の誘電率がＡｌＮ基板８の絶縁体の誘電率よりも小さいことにより、寄生容量をより低減させることができる。このとき、ＡｌＮ基板８の厚さをブロック９の厚さとほぼ同じにしてもよい。それにより、ＡｌＮ基板８の上にインダクタ１５を搭載した場合と比べて確実にインダクタ１５に接続される配線の寄生容量を低減することができる。

本実施形態において、ワイヤＷ９のインダクタンスは、ワイヤＷ７のインダクタンスの２倍以上となっていてもよい。この場合、更なる広帯域化を実現させることができる。

次に、実施例について説明する。本発明は、以下の実施例には限定されない。実施例に係る光半導体モジュールは、前述した光半導体モジュール１であり、図５に示されるように、インダクタ１５に並列に配置された抵抗１６、及びＲＣ直列回路１７を備える。図７は、参考例に係る光半導体モジュールのバイアスＴに関する等価回路を示す。図７に示されるように、参考例に係る光半導体モジュールは、抵抗１６及びＲＣ直列回路１７に相当する構成を有しない。

以上の実施例及び参考例のそれぞれの光半導体モジュールにおける伝送線路１１の透過特性についてシミュレーションした結果を図８に示す。図８に示されるように、抵抗１６及びＲＣ直列回路１７を有しない参考例に係る光半導体モジュールでは、周波数が３０ＧＨｚ付近において大きな共振ディップ（透過ディップ）が出現した。これに対し、実施例に係る光半導体モジュールでは、バイアスＴを有しない場合と同様、共振ディップが殆ど生じないことが分かった。なお、バイアスＴは、伝送線路を伝搬する高周波信号の基準電位を与えるために必要であり、バイアスＴを有していてもバイアスＴを有しない場合と比較して等価特性が劣化しないことは実施例が参考例よりも有用なことを示す一例である。

図９は、実施例に係る光半導体モジュールにおいて、ワイヤＷ９のインダクタンスを変更した場合における透過特性をシミュレーションした結果を示している。図９に示されるように、ワイヤＷ９のインダクタンスが３００ｐＨである場合には、若干のディップ及び高周波ロスが生じた。これに対し、ワイヤＷ９のインダクタンスが６００ｐＨ以上（６００ｐＨ又は１．２ｎＨ）である場合には、バイアスＴを有しない場合と同様、ディップ及び高周波ロスが殆ど生じないことが分かった。

以上、本開示に係る光半導体モジュールの実施形態及び実施例について説明した。しかしながら、本発明は、前述した実施形態又は実施例に限定されない。すなわち、本発明が特許請求の範囲に記載した要旨の範囲内において種々の変形及び変更が可能であることは当業者によって容易に認識される。

例えば、前述の実施形態では、図５に例示されるように、抵抗１６及びＲＣ直列回路１７を備える光半導体モジュール１及び光半導体モジュール２１について説明した。しかしながら、例えば図１０に示されるように、ＲＣ直列回路１７を有しない光半導体モジュールであってもよい。このように、抵抗１６及びＲＣ直列回路１７の少なくともいずれかを省略することも可能である。

また、前述の実施形態では、伝送線路１１の上にダイ１２、チップ１３及び抵抗１４が載置される例について説明した。しかしながら、伝送線路１１の上に載置される素子の種類及び数は上記の例に限られず適宜変更可能である。また、前述の実施形態では、半導体レーザ素子１０がＥＭＬである例について説明した。しかしながら、半導体レーザ素子は、ＥＭＬ以外の半導体レーザ素子であってもよい。

また、前述の実施形態では、基板がＡｌＮ基板８であり、ブロック９が石英基板である例について説明した。しかしながら、基板の材料はＡｌＮ以外のものであってもよい。ブロックは、アルミナ、ＦＰＣ又はポリイミドによって構成されていてもよい。すなわち、ブロック９の低誘電率材料の誘電率が基板の絶縁体の誘電率よりも小さくなっている限り基板及びブロックの材料は特に限定されない。

１，２１…光半導体モジュール
２…筐体
２ｂ…内壁
３…外部端子
４…光出力部
５…伝送線路
６…パッド
７…ＴＥＣ
７ａ…ヒートシンク面
７ｂ…温度制御面
８…ＡｌＮ基板（基板）
８ｂ…第１面
９…ブロック
９ｂ…第２面
９ｃ…配線
９ｄ…第１配線
９ｆ…第２配線
１０…半導体レーザ素子
１０ｂ…レーザダイオード
１０ｃ…変調器
１１，２２…伝送線路
１１ｂ，２２ｂ…高周波配線
１１ｃ，２２ｃ…グランド配線
１１ｄ…第１グランド配線部
１１ｆ…第２グランド配線部
１２…ダイ
１３…チップ
１４…抵抗
１５…インダクタ
１６…抵抗
１７…ＲＣ直列回路
２２ｄ…第３グランド配線部
２２ｆ…第４グランド配線部
Ｄ１，Ｄ２…方向
Ｌ…光
Ｓ…内部空間
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８，Ｗ９，Ｗ１０…ワイヤ

Claims

伝送線路を有し、半導体レーザ素子が載置された基板と、
前記基板の絶縁体の誘電率よりも小さい誘電率を有する低誘電率材料によって形成され、インダクタが載置されたブロックと、
前記基板及び前記ブロックを収容する筐体と、
を備え、
前記伝送線路は、並走するグランド配線と一定距離を保ちながら第１方向に延伸する高周波配線を含み、
前記インダクタは、前記高周波配線に第１ワイヤを介して接続され、
前記半導体レーザ素子は、前記高周波配線に第２ワイヤを介して接続され、
前記第１ワイヤのインダクタンスは、前記第２ワイヤのインダクタンスより大きい、
光半導体モジュール。
半導体レーザ素子が載置された基板と、
前記基板の絶縁体の誘電率よりも小さい誘電率を有する低誘電率材料によって構成され、伝送線路を有し、インダクタが載置されたブロックと、
前記基板及び前記ブロックを収容する筐体と、
を備え、
前記伝送線路は、並走するグランド配線と一定距離を保ちながら第１方向に延伸する高周波配線を含み、
前記インダクタは、前記高周波配線に第１ワイヤを介して接続され、
前記半導体レーザ素子は、前記高周波配線に第２ワイヤを介して接続され、
前記第１ワイヤのインダクタンスは、前記第２ワイヤのインダクタンスより大きい、
光半導体モジュール。
前記ブロックは、前記インダクタに並列に接続された抵抗を更に有する、
請求項１または請求項２に記載の光半導体モジュール。
ＲＣ直列回路を更に有し、
前記インダクタは、前記ＲＣ直列回路と前記伝送線路の高周波配線との間に接続されている、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光半導体モジュール。
前記ブロックは、前記基板に隣接して前記筐体の内部に配置されている、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光半導体モジュール。
前記ブロックは、石英によって形成される、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光半導体モジュール。
前記第１ワイヤのインダクタンスは、前記第２ワイヤのインダクタンスの２倍以上となっている、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光半導体モジュール。
前記筐体は、前記第１方向に長手方向を有する、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光半導体モジュール。