JPH05110210A - 支持部材、半導体レーザ、およびリード線を含む装置 - Google Patents

支持部材、半導体レーザ、およびリード線を含む装置

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JPH05110210A
JPH05110210A JP4074345A JP7434592A JPH05110210A JP H05110210 A JPH05110210 A JP H05110210A JP 4074345 A JP4074345 A JP 4074345A JP 7434592 A JP7434592 A JP 7434592A JP H05110210 A JPH05110210 A JP H05110210A
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Hans-Peter Dr Mayer
− ペーター・マイアー ハンス
Gerhard Luz
ゲルハルト・ルツ
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Alcatel NV
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高い周波数の光データ伝送に適し
た半導体レーザおよびリード線を含む装置を得ることを
目的とする。 【構成】 支持部材1 と、この支持部材1 の上面にそれ
ぞれ取付けられる半導体レーザ5 および電気接続用のリ
ード線とを具備し、リード線はマイクロストリップライ
ン2,3,4 として構成され、支持部材1 は酸化アルミニウ
ム、窒化アルミニウム等のセラミック材料から構成され
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、支持部材と、この支持
部材の上面にそれぞれ取付けられる半導体レーザおよび
電気接続用のリード線とを具備している装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波体による光データ伝送に対して、
光−電子変換器モジュールは送信機または受信機モジュ
ールとして必要である。他の電気部品に加えて、変換器
モジュールは特に送信機または受信機のいずれかとして
作用し支持部材の上面に設けられる半導体レーザを備え
る装置を含む。支持部材に設けられるリード線はまた半
導体レーザに対する電気接続として作用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ドイツ特許出願DE-A1
4,013,630 号明細書では半導体レーザおよびリード線を
含むそのような装置が開示されている。支持部材はシリ
コンから構成されている。半導体レーザは第１のリード
線と直接接続され、接続ワイヤによって第２のリード線
と接続される。この装置はせいぜいメガヘルツ範囲まで
の光データ伝送にしか適しない欠点を有する。
【０００４】本発明の目的は、最高周波数領域での光デ
ータ伝送に適している半導体レーザおよびリードを含む
装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】これはリード線はマイク
ロストリップラインであり、支持部材はセラミック材料
から構成されている装置によって達成される。
【０００６】本発明の特徴とする実施態様は請求項２以
下から明らかになるであろう。
【０００７】本発明は支持部材にシリコンではなくセラ
ミック材料を用いる。例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3 ）セラミックのようなセラミック材料はさらに高い
比電気抵抗を有し、シリコンにまさる利点を有する。例
えば酸化アルミニウムセラミックの比抵抗はドープされ
ていない、すなわち半絶縁シリコンの抵抗よりも少なく
とも係数１０8 だけ高い。半絶縁ヒ化ガリウムと比較し
て、酸化アルミニウムセラミックの比抵抗は少なくとも
係数１０4 だけ高い。低い比抵抗により、リード線に対
する基体として使用されるときのシリコンおよびヒ化ガ
リウムは高い或いは極端に高い周波数電気信号がリード
線を通って伝播するときに高い漏洩損失を示す。
【０００８】シリコンの別の欠点は製造中に得られた支
持部材の純度がリード線を製造する次の過程で再び失わ
れることである。
【０００９】高温度拡散過程または真空蒸着システムに
おける層の製造過程中に、シリコンは不純物が混入され
るので、その比抵抗を減少する。支持部材に特に適した
セラミック材料は窒化アルミニウムおよび窒化硼素であ
る。さらに、窒化アルミニウムは半導体レーザの基体
（リン化インジウム）にほぼ対応する熱膨張係数を有す
る。
【００１０】本発明の１実施例によると、半導体レーザ
はそれから放射された送信光が支持部材の表面によって
吸収或いは反射されないように支持部材の表面の縁部分
に設けられている。その代りに、半導体レーザの取付け
により、送信された光ビームに関して光導波体を容易に
調節することが可能である。
【００１１】好ましい実施例において、マイクロストリ
ップラインはその特性インピーダンスに適応されるオー
ム抵抗によって終端される。オーム抵抗はここでは半導
体レーザが抵抗により発生した熱でさらに加熱されるこ
とを阻止するために半導体レーザから離れた位置におい
て支持部材に取付けられる。
【００１２】さらに好ましい実施例においては、直流お
よび高周波信号からなる交流は別々のラインを通って半
導体レーザに供給される。これはラインが電流のタイプ
に特に適応でき、終端抵抗に直流が流れないという利点
を有する。
【００１３】本発明の装置は２０ギガヘルツ以上の周波
数の高周波信号に適している。
【００１４】本発明の他の有利な特徴は請求項２以下か
ら明らかになるであろう。
【００１５】
【実施例】図１は例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ま
たは窒化硼素（ＢＮ）のようなセラミック材料から構成
され、ブロック1 の形状を有する支持部材を含む第１の
装置を示す。マイクロストリップライン2,3,4 はリード
線としてブロック1 上に設けられている。マイクロスト
リップライン2は半導体レーザ5 の直流に重畳する高周
波信号のリード線として作用する。半導体レーザ5 は直
流によって動作され高周波信号によって変調される。半
導体レーザ5 はマイクロストリップライン2の領域20上
に半田付けされ、その底面は金属化されてマイクロスト
リップライン2 の領域20との電気接続部として作用す
る。その上面では半導体レーザ5 が接続ワイヤ6 によっ
てマイクロストリップライン3 と接続される別の接点50
を有している。マイクロストリップライン3 は、高周波
信号の伝送方向に見るときその下流にある電気部品と共
に、高周波信号を接地に導電するように作用する。マイ
クロストリップライン3 はオーム抵抗7 によってマイク
ロストリップライン4 と接続される。後者はその円筒形
の内部壁を導電材料でメッキされる孔8 の縁部分の輪郭
を形成する。
【００１６】マイクロストリップライン2,3 は高周波信
号の反射を低く保つために補償された屈曲部21,31 をそ
れぞれ有する。そのような補償された屈曲部21,31 はマ
イクロ波回路において一般的であり、例えば文献（R.K.
Hoffmann氏、“IntegrierteMikrowellenschaltungen”
[Integrated Microwave Circuits] 、1983年、97頁）に
開示されている。
【００１７】マイクロストリップライン2 は例えば５０
Ωの特性インピーダンスを有する。それ故に、それは５
０Ωのオーム抵抗によって終端されるべきである。しか
しながら、オーム抵抗がマイクロストリップライン2 と
半導体レーザ5 の間に含まれるならば、後者に発生した
熱は半導体レーザ5の特性に影響を与える。
【００１８】しかしながら、半導体レーザ5 は例えば５
Ωのオーム抵抗を構成するので、高周波信号の伝送方向
の半導体レーザ5 の下流に位置するマイクロストリップ
ライン3 は、半導体レーザ5 と共にマイクロストリップ
ライン2 の５０Ωの終端抵抗を形成するために４５Ωの
特性インピーダンスを有しなければならない。
【００１９】したがって、マイクロストリップライン3
は４５Ωの特性インピーダンスを有するので、同様に４
５Ωの終端オーム抵抗が必要である：すなわちこれが抵
抗7である。
【００２０】半導体レーザ5 はブロック1 の１つの側縁
部分10と同一平面にあるようにブロック1 上に配置され
る。半導体レーザ5により発生した送信光は側縁部分10
に配置されたその側面を通って放射される。
【００２１】単一の接続ワイヤ6 の代りに、複数の接続
ワイヤが半導体レーザ5 とマイクロストリップライン3
を接続するために設けられてもよい。電気部品としての
接続ワイヤはインダクタンスを構成するので、そのよう
なインダクタンスは複数の接続ワイヤが半導体レーザ5
とマイクロストリップライン3 の間を接続するとき減少
される。
【００２２】直流成分および高周波信号はこのマイクロ
ストリップラインからマイクロストリップライン4 に別
々に転送されることができる。この場合簡明のためにワ
イヤにより形成されたコイルとしてここに示されている
インダクタンス部品9 は抵抗7 と並列に設けられてい
る。
【００２３】インダクタンス部品9 （図２）は一方では
マイクロストリップライン3 と接続されるコイルによっ
て形成され、他方ではマイクロストリップライン4 と接
続される接続ワイヤ90によって形成されるのが好まし
い。この場合、インダクタンス部品9 はマイクロストリ
ップラインまたは別のリード線として形成される。
【００２４】図３はブロック1 （実寸ではない）上の層
構造を概略的に示す。マイクロストリップライン2 〜4
はそれぞれ接着層11と、半田付け層12と、保護層13の３
つの重畳層から構成されている。接着層11はニッケルと
クロムの合金から構成され、半田付け層12はニッケルか
ら構成され、保護層は金から構成されている。
【００２５】接着層11および半田付け層12はブロック1
上に蒸着されるのが好ましく、保護層13は電気化学的に
設けられる。接着層11および半田付け層12だけが領域20
に位置される。半田付け層12の領域20の１部分におい
て、金およびスズを含有する層14が設けられ、半導体レ
ーザ5 はその上に接着されている。
【００２６】オーム抵抗7 は接着層11がそこに位置され
る唯一な層であるように形成される。その底面では、ブ
ロック1 は接地接続部として作用する層15によって被覆
される。孔8 （図３では図示せず）の内部壁は同様に接
着層11と半田付け層12と保護層13によって被覆される。
【００２７】図４に示された第２の装置において、直流
および交流用のリード線は互いに離れている。高周波信
号はキャパシタ16、マイクロストリップライン17および
マイクロストリップライン2 の領域20によってマイクロ
ストリップライン2 を通って半導体レーザ5 に供給され
る。キャパシタ16は直流成分をマイクロストリップライ
ン2 から電気的に分離するように作用する。直流成分は
ライン18、オーム抵抗19、ライン22および、インダクタ
ンス部品23、並びにマイクロストリップライン17および
領域20によって半導体レーザ5 に供給される。インダク
タンス部品23は図２に示されるように形成されるのが好
ましい。
【００２８】インダクタンス部品23は高周波信号のほん
の１部分しかライン18,22 に到達しないことを保証す
る。抵抗19とキャパシタ24とのＲＣ結合はこの部品が同
様にライン25およびラインの内部壁上に導電的にメッキ
される孔26によってブロック1の底面の層15（図２参
照）に離れて導電されることを可能にする。キャパシタ
16,24 はストリップラインキャパシタとして形成される
のが好ましい。
【００２９】半導体レーザ5 用のリード線は直流成分お
よび交流成分に対して分けられるが、接地、すなわち層
15との接続は接続ワイヤ6 、マイクロストリップライン
3 および、孔8 によって直流および交流の両者に共通し
ている。
【００３０】直流成分および交流成分をそれぞれ発生す
る直流源および交流源をハイブリッド形態でブロック上
に集積することもまた可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】支持部材の上面に取付けられた半導体レーザお
よびマイクロストリップラインを含む第１の装置の平面
図。
【図２】マイクロストリップラインにより形成されたコ
イルの概略図。
【図３】第１の装置の側面図。
【図４】第２の装置の平面図。
【符号の説明】
2 〜4 …マイクロストリップライン、5 …半導体レー
ザ、7 …抵抗、8 …孔、11…接着層、12…半田付け層、
13…保護層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルハルト・ルツ ドイツ連邦共和国、デー − 7120 ビー テイツヒハイム、バイ・デア・ケルター １

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持部材と、この支持部材の上面にそれ
    ぞれ取付けられる半導体レーザおよび電気接続用のリー
    ド線とを具備している装置において、 リード線はマイクロストリップラインであり、支持部材
    はセラミック材料から構成されていることを特徴とする
    装置。
  2. 【請求項２】 セラミック材料は窒化アルミニウムであ
    ることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 セラミック材料は窒化硼素であることを
    特徴とする請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 支持部材の底面にはメッキされた貫通孔
    によって支持部材の上面の電気接続部と導電的に接続さ
    れる接地接続部が設けられていることを特徴とする請求
    項１乃至３のいずれか１項記載の装置。
  5. 【請求項５】 半導体レーザの側縁部分はそこから送信
    光を放射できるように支持部材の１つの側縁部分と同一
    平面にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
    １項記載の装置。
  6. 【請求項６】 マイクロストリップラインは接着層と、
    半田付け層と、保護層から構成されていることを特徴と
    する請求項１乃至５のいずれか１項記載の装置。
  7. 【請求項７】 接着層のみから形成されたオーム抵抗を
    含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記
    載の装置。
  8. 【請求項８】 直流源および交流源は半導体レーザに対
    して直流および交流をそれぞれ発生するために支持部材
    上に付加的に配置されることを特徴とする請求項１乃至
    ７のいずれか１項記載の装置。
JP4074345A 1991-03-28 1992-03-30 支持部材、半導体レーザ、およびリード線を含む装置 Pending JPH05110210A (ja)

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