JPH04373155A - 半導体用ヒートシンク - Google Patents

半導体用ヒートシンク

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Publication number
JPH04373155A
JPH04373155A JP3151528A JP15152891A JPH04373155A JP H04373155 A JPH04373155 A JP H04373155A JP 3151528 A JP3151528 A JP 3151528A JP 15152891 A JP15152891 A JP 15152891A JP H04373155 A JPH04373155 A JP H04373155A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microstrip
semiconductor
heat sink
impedance matching
impedance
Prior art date
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Pending
Application number
JP3151528A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideho Saito
斎藤 秀穂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH04373155A publication Critical patent/JPH04373155A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体用ヒートシンクに
かかわり、特に、高速変調または高周波出力が必要で、
かつ放熱が必要な半導体光素子または半導体電子素子に
好適な半導体用ヒートシンクに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体用ヒートシンクは、例えば
半導体レーザのヒートシンクを例にあげると、導電性と
熱伝導率の良いn型Siを使用した例がある。これを図
8に示す。図8において、1はn型Si、2は埋込み半
導体レーザ、3は銅ステム、4はリード線、5はストラ
イプ状電流通路、6は活性領域である。このような構成
であるため、リード線が長くなり、リード線のインダク
タンスの増加のため、高速変調は困難であった。
【0003】また、従来のマイクロストリップは、図9
に示すように、誘電体板11、帯状導体12、導体板1
3で構成されている。ここで、誘電体板11としては、
従来、ガラス積層板が使用されるのが一般的であり、一
部に、フッ素樹脂、スチレン等のプラチック製品が使わ
れていた。しかし、ガラス積層板は熱伝導率が悪く、ま
たフッ素樹脂、スチレン等のプラスチック製品も同様に
熱伝導率が悪く、このため、搭載する素子の放熱が悪い
という欠点があった。
【0004】また、従来の多電極DFBレーザアレイの
ヒートシンクとして、図10に示すようなものがある。 図10において、21はn型Si、22は絶縁層を介し
て形成された配線パターン、23は多電極DFBレーザ
アレイ、24はリード線、25は電極分離溝、26はス
トライプ状電流通路である。この従来例では、リード線
は短くなっているが、配線パターン22と、絶縁層を介
したn型Si21との間での電気容量が大きく、高速変
調が不可能であるという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、単純
なSiヒートシンクにおいては、リード線が長くなって
高速変調が困難であるという欠点があり、マイクロスト
リップにおいては、搭載する素子の放熱が悪いという欠
点があり、また、多電極DFBレーザアレイのヒートシ
ンクにおいては、配線パターンとn型Siとの間の容量
が大きくなって高速変調が不可能であるという欠点があ
った。
【0006】本発明の目的は、上記従来技術の欠点をな
くし、半導体光素子または半導体電子素子の高速変調、
高周波出力を可能にし、かつ放熱が良好な半導体用ヒー
トシンクを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次の3つの特徴点を入れて半導体用ヒート
シンクを構成したものである。
【0008】第1の特徴点は、熱伝導率が良く、電気的
に絶縁性のある材料上に、マイクロストリップを配線形
成したことである。ここで、熱伝導率が良く、電気的に
絶縁性のある材料としては、絶縁性BN、絶縁性Si、
絶縁性InP、絶縁性GaAs、絶縁性SiC、Al2
O3、BeO等があげられる。
【0009】第2の特徴点は、半導体素子の入力インピ
ーダンスまたは出力インピーダンスとインピーダンス整
合をとるためのインピーダンス整合用抵抗を付加したこ
とである。このインピーダンス整合用抵抗は、抵抗が個
別部品のハイブリッド構造になっているか、あるいは、
薄膜抵抗、または拡散技術、イオン注入技術等で作成さ
れた半導電層抵抗としてヒートシンクと一体化したモノ
リシック構造になっているものである。
【0010】第3の特徴点は、マイクロストリップと上
記インピーダンス整合用抵抗との結合部から、マイクロ
ストリップ上のマイクロ波の波長の1/2に相当する長
さだけ離れたところで、マイクロストリップが開放にな
っているか、あるいは、マイクロ波の波長の1/4に相
当する長さだけ離れたところで、マイクロストリップが
短絡終端されていることである。
【0011】
【作用】上記構成のうち、第1の特徴点の構成により、
半導体素子の放熱が良くなり、この面での従来技術の欠
点は解消される。
【0012】また、第2、第3の特徴点の構成により、
半導体素子の入力または出力の高周波特性が著しく改善
され、半導体光素子または半導体電子素子の高速変調、
高周波出力が可能になる。
【0013】なお、本発明は、半導体素子以外でも、放
熱と高速変調、高周波出力が必要な他の素子にも応用す
ることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明する
【0015】図1は本発明の第1の実施例の半導体用ヒ
ートシンクを示す斜視図である。本実施例は、インピー
ダンス整合用の薄膜抵抗を付加した例である。図1にお
いて、31は絶縁性シリコン、32は帯状導体、33は
導体板、34はインピーダンス整合用薄膜抵抗、35は
素子マウント用電極、36は多電極DFBレーザ、37
は銅ステム、38はリード線、39は同軸ケーブル心線
、40は同軸ケーブルである。
【0016】ここで、マイクロストリップの特性抵抗に
ついて述べる。マイクロストリップの特性抵抗Rcは、
aをマイクロストリップの幅、bを誘電体(本実施例で
は絶縁性シリコン)の厚さ、εrを比誘電率とすると、
次式で表わせる。
【0017】
【数1】
【0018】従って、a、bが共に50μmのとき、マ
イクロストリップの特性抵抗Rcは49.2〔Ω〕にな
る。
【0019】図2は本発明の第2の実施例の半導体用ヒ
ートシンクを示す斜視図である。本実施例は、インピー
ダンス整合用抵抗とマイクロストリップの開放終端とを
有する例である。図2において、41は絶縁性BNであ
り、42は整合用抵抗とマイクロストリップの開放終端
との間の長さを示す。その他の符号は、図1と同一部分
を示す。本実施例において、符号42の示す長さは、使
用するマイクロ波の波長の1/2に相当する長さにしな
ければならない。例えば、マイクロ波が100GHzの
場合、その長さは約200μmとなる。本実施例では、
マイクロストリップの開放終端からλ/2(λ:マイク
ロ波の波長)に相当する長さのところに負荷抵抗がある
ことが特徴となっている。なお、マイクロストリップと
同軸ケーブルの結合点についても同様な考慮がなされな
ければならないが、図では省略してある。
【0020】図3は本発明の第3の実施例の半導体用ヒ
ートシンクを示す斜視図である。本実施例は、インピー
ダンス整合用抵抗とマイクロストリップの短絡終端とを
有する例である。図3において、43は整合用抵抗とマ
イクロストリップの短絡終端との間の長さを示し、これ
は使用するマイクロ波の波長の1/4に相当する長さに
しなければならない。なお、図中、44は高速半導体レ
ーザ、45はマイクロストリップの短絡終端であり、そ
の他の符号は、図1と同一部分を示す。本実施例では、
マイクロストリップの短絡終端からλ/4に相当する長
さのところに負荷抵抗があることが特徴になっている。
【0021】図4は本発明の第4の実施例の半導体用ヒ
ートシンクを示す部分断面図である。本実施例は、マイ
クロストリップをOSMコネクタに接続した例である。 図4において、51はOSMコネクタ、52はコネクタ
心線を示し、その他の符号は図1と同一部分を示す。
【0022】図5は本発明の第5の実施例の半導体用ヒ
ートシンクを示す斜視図である。本実施例は、逆バイア
ス光変調器に適用した場合を示したものである。図5に
おいて、61は逆バイアス光変調器、62はそのエピタ
キシャル結晶側電極、63は基板側電極であり、その他
の符号は図1と同一部分を示す。本実施例では、光変調
器が逆バイアス素子であり入力抵抗が大きいため、駆動
用の帯状導体32を、インピーダンス整合用薄膜抵抗3
4を介して素子マウント用電極35のアース側に接続し
ている点が特徴となっている。
【0023】図6は本発明第6の実施例の半導体用ヒー
トシンクを示す斜視図である。本実施例は、半導体レー
ザアレイに適用した場合を示したものである。図6にお
いて、71は半導体レーザアレイであり、その他の符号
は図1と同一部分を示す。本実施例の場合、個々のマイ
クロストリップの間の間隔をマイクロストリップの幅(
図中aで示す)の2倍以上にすれば、相互インダクタン
スは無視できるほど小さくなることが知られており、そ
のように形成することにより高周波特性を改善すること
ができる。
【0024】図7は本発明の第7の実施例の半導体用ヒ
ートシンクを示す斜視図である。本実施例は、LD−P
D素子の駆動用IC上に高速LD−PD素子を実装した
例を示したものである。図7において、72はレーザ駆
動用回路、73は出力制御用回路、81は高速LD−P
D素子である。
【0025】以上述べた実施例において、半導体素子の
ヒートシンク上にマイクロストリップを形成し、入出力
のインピーダンス整合のための抵抗を付加したことによ
って、半導体素子の高速変調あるいは出力の高周波化が
可能になる。
【0026】なお、以上の実施例は、すべて半導体素子
用のヒートシンクについて説明したが、本発明は、半導
体素子以外でも、高速変調または高周波出力が必要でか
つ放熱が必要な他の素子にも応用できることは言うまで
もない。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、半導体光素子または半
導体電子素子の高速変調、出力の高周波化が可能になり
、かつ半導体素子の放熱が改善されるという効果がある
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の半導体用ヒートシンク
の斜視図である。
【図2】第2の実施例の半導体用ヒートシンクの斜視図
である。
【図3】第3の実施例の半導体用ヒートシンクの斜視図
である。
【図4】第4の実施例の半導体用ヒートシンクの部分断
面図である。
【図5】第5の実施例の半導体用ヒートシンクの斜視図
である。
【図6】第6の実施例の半導体用ヒートシンクの斜視図
である。
【図7】第7の実施例の半導体用ヒートシンクの斜視図
である。
【図8】従来の半導体レーザ用ヒートシンクの例を示す
斜視図である。
【図9】従来のマイクロストリップの例を示す断面図で
ある。
【図10】従来の多電極DFBレーザアレイ用ヒートシ
ンクの例を示す平面図である。
【符号の説明】
31…絶縁性シリコン          32…帯状
導体33…導体板                 
 34…インピーダンス整合用薄膜抵抗 35…素子マウント用電極      36…多電極D
FBレーザ 37…銅ステム                38
…リード線39…同軸ケーブル心線        4
0…同軸ケーブル41…絶縁性BN 42…整合用抵抗とマイクロストリップの開放終端との
間の長さ 43…整合用抵抗とマイクロストリップの短絡終端との
間の長さ 44…高速半導体レーザ        45…マイク
ロストリップの短絡終端 51…OSMコネクタ          52…コネ
クタ心線61…逆バイアス光変調器      62…
エピタキシャル結晶側電極 63…基板側電極              71…
半導体レーザアレイ 72…レーザ駆動用回路        73…出力制
御用回路81…高速LD−PD素子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱伝導率が良く、電気的に絶縁性のある材
    料上に、マイクロストリップを配線形成してあることを
    特徴とする半導体用ヒートシンク。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の半導体用ヒートシンクに
    おいて、半導体素子の入力インピーダンスまたは出力イ
    ンピーダンスとインピーダンス整合をとるためのインピ
    ーダンス整合用抵抗を付加したことを特徴とする半導体
    用ヒートシンク。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の半導体用ヒートシンクに
    おいて、インピーダンス整合用抵抗が、薄膜抵抗または
    半導電層抵抗であることを特徴とする半導体用ヒートシ
    ンク。
  4. 【請求項4】請求項2または3に記載の半導体用ヒート
    シンクにおいて、マイクロストリップとインピーダンス
    整合用抵抗との結合部から、マイクロストリップ上のマ
    イクロ波の波長の1/2に相当する長さだけ離れたとこ
    ろで、マイクロストリップが開放になっていることを特
    徴とする半導体用ヒートシンク。
  5. 【請求項5】請求項2または3に記載の半導体用ヒート
    シンクにおいて、マイクロストリップとインピーダンス
    整合用抵抗との結合部から、マイクロストリップ上のマ
    イクロ波の波長の1/4に相当する長さだけ離れたとこ
    ろで、マイクロストリップが短絡終端されていることを
    特徴とする半導体用ヒートシンク。
JP3151528A 1991-06-24 1991-06-24 半導体用ヒートシンク Pending JPH04373155A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0961372A1 (de) * 1998-05-26 1999-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Hochfrequenz-Lasermodul und Verfahren zur Herstellung desselben
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US7411288B2 (en) 2004-12-28 2008-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device

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US7659613B2 (en) 2004-12-28 2010-02-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device

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