特許 6237839 光変調器および光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6237839

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】光変調器および光モジュール

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/035 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/035

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-151501(P2016-151501)

(22)【出願日】2016年8月1日

【審査請求日】2016年11月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104190

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 昭徳

(72)【発明者】

【氏名】大森 康弘

(72)【発明者】

【氏名】久保田 嘉伸

(72)【発明者】

【氏名】土居 正治

(72)【発明者】

【氏名】杉山 昌樹

【審査官】 佐藤 宙子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０７８７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８２１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０５６２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０７１２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６３９３１６６（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／００−１／１２５，１／２１−７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力された光源からの光を電気信号に応じて変調する光変調器において、
前記光が通過する光導波路と、前記光導波路に沿って設けられた信号電極と、前記信号電極の両側部に設けられたグランド電極と、を有する光変調器チップと、
前記光変調器チップの一端と対向して配置され、前記光変調器チップに前記電気信号を中継して入力する中継基板と、
を備え、
前記グランド電極は、前記信号電極の両側に、前記信号電極に隣接する第１の端部と、前記第１の端部を挟んで前記信号電極と反対側に位置する第２の端部とを、それぞれ有し、
前記光変調器チップには、前記信号電極の一部であって前記中継基板とワイヤで接続される第１の電極接続部と、前記第１の端部の一部であって前記中継基板とワイヤで接続される第２の電極接続部と、が設けられ、
前記第１の端部から前記一端までの距離が、前記第２の端部から前記一端までの距離よりも小さく、
前記信号電極から前記一端までの距離が、前記第１の端部から前記一端までの距離と等しい
ことを特徴とする光変調器。

【請求項2】

前記グランド電極は、前記信号電極の両側に、前記第１の端部と前記第２の端部との間に設けられ、前記第２の端部につれて前記光変調器チップの前記一端までの距離が大きくなるブロード部を、それぞれ有することを特徴とする請求項１に記載の光変調器。

【請求項3】

前記信号電極および前記グランド電極の他端が前記光変調器チップの一端に向けて設けられ、前記信号電極および前記グランド電極の他端を前記光変調器チップの一端で対向する終端部とワイヤで接続する電極接続部が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の光変調器。

【請求項4】

前記信号電極および前記グランド電極の他端が前記光変調器チップの他端に向けて設けられ、前記信号電極および前記グランド電極の他端を前記光変調器チップの他端で対向する終端部とワイヤで接続する電極接続部が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の光変調器。

【請求項5】

前記光変調器チップの基板材料が強誘電体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光変調器。

【請求項6】

前記光導波路に入力される光源と、前記光の光学系と、前記光変調器の動作を制御する制御部と、をさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光変調器を備えた光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光信号を光変調する光変調器および光変調器を有する光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、光通信分野では、急増するトラフィックに対応するため、１００Ｇや４００Ｇ（ｂｉｔ／ｓｅｃ）などの高帯域化が進み、使用される光変調器などのデバイスもより高い帯域が望まれている。広帯域の光変調器では、基板（チップ）にＬｉＮｂＯ₃やＩｎＰ、Ｓｉを使用したものがある。これらのうち、チップにＬｉＮｂＯ₃（以下ＬＮ）を使用した光変調器は、挿入損失や伝送特性、制御性の面から主な材料として用いられている。

【0003】

従来技術としては、例えば、第一の接地電極と信号電極との間に第一のギャップを形成し、第二の接地電極と信号電極との間に第二のギャップを形成し、高周波通過特性のリップル改善を図ったものがある（例えば、下記特許文献１参照。）。また、信号電極の端部の厚みを相互作用部より電極の厚みを薄くしたものがある（例えば、下記特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２００５／１１１７０３号

【特許文献2】米国特許出願公開第２００８／０１９３０７４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

広帯域の周波数特性を得るためには、チップの電極と、中継基板とを繋ぐワイヤ長をできるだけ短くすることが有効であり、このためには、チップの電極と中継基板の電極とを近接させればよい。ＬＮチップは、半導体ウェハプロセス等を使用して作成され、最後に半導体ウェハをダイシング等でカットする工程にてチップ化されるが、カット工程時に所定の確率でカット面（電極部分の端部）にランダムに所定長さのチッピング（バリに相当）が発生する。

【0006】

このチッピングにおいて、チップの端部の電極（メッキ）部分に掛かるとその部分からメッキが剥離する等の問題を生じるため、チッピングが電極（メッキ）に掛からないように、通常ＬＮチップの端部に対し電極の端部を数十μｍ以上離してカットを行っている。このため、ＬＮチップの端部とＬＮ電極との間にギャップが生じ、この生じた分のギャップが高周波特性を劣化させている。

【0007】

一つの側面では、本発明は、チッピングの影響を受けず高周波特性を改善できることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一つの案では、入力された光源からの光を電気信号に応じて変調する光変調器において、前記光が通過する光導波路と、前記光導波路に沿って設けられた信号電極と、前記信号電極の両側部に設けられたグランド電極と、を有する光変調器チップと、前記光変調器チップの一端と対向して配置され、前記光変調器チップに前記電気信号を中継して入力する中継基板と、を備え、前記グランド電極は、前記信号電極の両側に、前記信号電極に隣接する第１の端部と、前記第１の端部を挟んで前記信号電極と反対側に位置する第２の端部とを、それぞれ有し、前記光変調器チップには、前記信号電極の一部であって前記中継基板とワイヤで接続される第１の電極接続部と、前記第１の端部の一部であって前記中継基板とワイヤで接続される第２の電極接続部と、が設けられ、前記第１の端部から前記一端までの距離が、前記第２の端部から前記一端までの距離よりも小さく、前記信号電極から前記一端までの距離が、前記第１の端部から前記一端までの距離と等しい、ことを要件とする。

【発明の効果】

【0009】

一つの実施形態によれば、チッピングの影響を受けず高周波特性を改善できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、既存の光変調器の構成例を示す平面図である。

【図2】図２は、図１に示した光変調器チップと中継基板との電極接続部分の拡大図である。

【図3】図３は、既存の光変調器チップに生じるチッピングを説明する平面図である。

【図4】図４は、実施の形態１にかかる光変調器チップを示す平面図である。

【図5】図５は、図４の拡大図であり、ワイヤ接続状態を示す図である。

【図6】図６は、実施の形態１にかかる光変調器チップの製造工程の例を示す断面図である。

【図7】図７は、実施の形態１にかかる光変調器チップの特性を示す図表である。

【図8】図８は、実施の形態２にかかる光変調器チップを示す平面図である。

【図9】図９は、実施の形態３にかかる光変調器チップを示す平面図である。

【図10】図１０は、実施の形態４にかかる光変調器チップを示す平面図である。

【図11】図１１は、実施の形態５にかかる光変調器チップを示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

はじめに、既存の光変調器チップと、光変調器および光モジュールの構成について説明しておく。本発明では、光変調器チップとしてＬＮチップを例に説明する。

【0012】

図１は、既存の光変調器の構成例を示す平面図である。光変調器１００は、筐体（パッケージ）１０１内部に、強誘電体、例えば、ＬＮの基板材料からなるＬＮチップ（光変調器チップ）１０２と、パッケージ１０１の外部から入力される電気信号をＬＮチップ１０２に中継接続する中継基板１０３と、電気信号の終端部分のＬＮチップ１０２部分に設けられる終端抵抗やバイアスＴ等の部品１０４と、ＬＮチップ１０２に光を入出射させるための光ファイバ１０５等、を含み構成される。この光変調器１００は、光モジュールの送信部として設けられる。

【0013】

光モジュールは、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）と、光変調器１００と、光信号を入出力するレンズや光ファイバ等の光学系と、光変調等の動作を制御する制御部等を有し、光源が出射する光を光変調器１００に入射させ、光変調器１００が送信する電気信号を光変調し、光ファイバ等の伝送路上に出力する。光モジュールは、さらに光伝送路の光信号を受信する受信側の構成（例えば、受信部や光復調部等）を有してもよい。光モジュールが送信側および受信側を有する場合、送信部と受信部を統括制御する制御部をさらに設けてもよい。

【0014】

ＬＮチップ１０２には、光源から入射される光を入射端１０２ａから出射端１０２ｂまで所定長さで導波する光導波路１１１（図中点線）が設けられ、光導波路１１１部分で光変調された光信号は、他端１０２ｂから伝送路に向けて出力される。なお、ＬＮチップ１０２の入射端１０２ａと出射端１０２ｂは斜めにカットされ、光ファイバ１０５などに接続される。また、レンズ系などの接続の場合は光導波路１１１の入射端１０２ａ、および出射端１０２ｂ部分にはＡＲコート等の反射低減処理が行われて入射および出射する光の反射率を低減させている。

【0015】

図１の構成例では、光導波路１１１は、長さ方向（光の進行方向）で２分岐されており、それぞれの光導波路１１１の長さ方向に沿って線状の信号電極１２１が設けられている。また、信号電極１２１の両側部には信号電極１２１よりも幅広なグランド電極（接地電極）１２２が設けられている。光導波路１１１に沿って設けられる信号電極１２１（およびグランド電極１２２）の部分が光変調の相互作用部として機能し、送信したい電気信号のデータを信号電極１２１に出力することで、光導波路１１１の相互作用部で光信号に変換（光変調）される。

【0016】

図１の構成例では、ＬＮチップ１０２の信号電極１２１（およびグランド電極１２２）の一端（電極接続部分Ａ）には、中継基板１０３が設けられる。図１では不図示であるが、ＬＮチップ１０２の信号電極１２１（およびグランド電極１２２）の他端には、終端抵抗が設けられる。

【0017】

中継基板１０３は、ＬＮチップ１０２の信号電極１２１およびグランド電極１２２部分に対向して配置される。中継基板１０３には、ＬＮチップ１０２の信号電極１２１に接続される信号電極１３１と、ＬＮチップ１０２のグランド電極１２２に接続されるグランド電極１３２が設けられる。これら対向するＬＮチップ１０２の端面と中継基板１０３の端面は、それぞれ上述したカット工程により形成され、互いの端面を接合あるいは所定の隅間を有して配置される。

【0018】

そして、ＬＮチップ１０２の信号電極１２１と、中継基板１０３の信号電極１３１とはワイヤボンディングによるワイヤ１４０を介して電気的に接続される。ＬＮチップ１０２のグランド電極１２２についても、ワイヤ１４０を介して中継基板１０３のグランド電極１３２に電気的に接続される。中継基板１０３の電極接続部分Ａと反対側の部分（パッケージ１０１部分）には接栓（コネクタ）１４２がはんだ等で設けられ、中継基板１０３の信号電極１３１とグランド電極１３２に接続された同軸等のコネクタ１４２を介して電気信号（データ）が入力される。

【0019】

光変調器１００のパッケージ１０１内部には、このほかに、ＬＮチップ１０２の下面に均熱板およびペルチェ素子等からなる温度調節構造、温度検出器、光信号のパワーを検出する受光器（ＰＤ）等が設けられる。制御部は、電気信号（データ）の入力、光源の発振光、光変調器（バイアス電流等）の各種制御を行う。このほか制御部は、温度検出器で検出された温度に基づき温度調節構造を制御して一定温度制御等を行う。

【0020】

図２は、図１に示した光変調器チップと中継基板との電極接続部分の拡大図である。図１の電極接続部分Ａを拡大した図である。ＬＮチップ１０２の電極の一端の信号電極１２１は、相互作用部での幅に対し電極接続部分Ａが幅広に形成されており、図示のように幅広となる変換部（テーパー部）１２１ａを有する。信号電極１２１の両側部に設けられるグランド電極１２２は、信号電極１２１のテーパー部１２１ａに対応し、一定の特性インピーダンス（例えば５０Ω）を維持するようテーパー部１２２ａが形成される。

【0021】

信号電極１２１のテーパー部１２１ａは、ＬＮチップ１０２の端部（電極の一端）に向かうにつれ徐々に幅広に形成され、グランド電極１２２のテーパー部１２２ａは、ＬＮチップ１０２の端部（電極の一端）に向かうにつれ徐々に幅狭に形成されている。

【0022】

そして、ＬＮチップ１０２の信号電極１２１の端部と、中継基板１０３の信号電極１３１とはワイヤボンディングによるワイヤ１４０を介して電気的に接続される。ＬＮチップ１０２のグランド電極１２２についても、ワイヤ１４０を介して中継基板１０３のグランド電極１３２に電気的に接続される。

【0023】

図１の例では、ＬＮチップ１０２の信号電極１２１の端部と、中継基板１０３の信号電極１３１とは１本のワイヤ１４０で接続され、ＬＮチップ１０２のグランド電極１２２の端部と、中継基板１０３のグランド電極１３２とは複数本（２〜３本）のワイヤ１４０で接続されている。ワイヤ１４０の本数は、電極接続部分Ａの大きさに応じて任意に変更可能である。

【0024】

ここで、このワイヤ１４０のワイヤ長をできるだけ短くすることにより、高い周波数特性を得ることができる。このためには、ＬＮチップ１０２の信号電極１２１の端部と、中継基板１０３の信号電極１３１の端部との間のギャップｄをできるだけ狭く（近接）させることが有効である。この際、ＬＮチップ１０２のグランド電極１２２の端部と、中継基板１０３のグランド電極１３２の端部との間についても同様のギャップｄをできるだけ狭く（近接）させることが有効となる。

【0025】

図３は、既存の光変調器チップに生じるチッピングを説明する平面図である。図３（ａ）は、上述したＬＮチップ１０２部分を示し、光導波路１１１は便宜上省略してある。図３（ｂ）は、ＬＮチップ１０２の電極接続部分Ａの拡大図であり、ワイヤ１４０は省略してある。

【0026】

製造プロセスにおいて、ＬＮチップ１０２をカットする際には、ＬＮチップ１０２の長さ方向のカット面１０２ｃ，１０２ｄにある確率でチッピング３０１が生じる。チッピング３０１は、ＬＮチップ１０２側面に様々な長さＬ１と深さＤ１で、発生するが、この深さ方向Ｄ１が大きいと電極部に掛かり、電極剥離等の問題を引き起こす。

【0027】

現在は、このようなチッピング３０１の発生が防げない。このため、信号電極１２１の端部１２１ｂ、及び１２２ｂの位置をＬＮチップ１０２のカット面１０２ｃに対しチッピング３０１が発生しても電極に掛からないよう、通常製造プロセスの最大値の深さＤ１（数十μｍ）以上のギャップ（隙間）ｄを有して形成している。信号電極１２１の端部１２１ｂの幅Ｌ０は、例えば１００μｍである。

【0028】

このため、電極接続部分Ａにおいて、ＬＮチップ１０２と中継基板１０３との間はチッピング３０１の深さＤ１以上のギャップｄを有して離れる。良好な高周波特性を得るためには、中継基板１０３の電極１３１，１３２と、ＬＮチップの電極１２１，１２２の距離をできるだけ短くすることが有効であるが、このギャップｄを設けることによりＬＮチップ１０２の端面（カット面１０２ｃ）に中継基板１０３の端面を接合させた場合において、互いの電極はギャップｄ以上で離れるため、周波数特性（高周波特性）を向上できない。加えてＬＮチップ１０２と中継基板１０３との間に隙間を有する場合、さらに互いの電極同士は離れることになり高周波特性は劣化する。

【0029】

発明者らは、電極接続部分Ａのギャップ（隙間）をより短くする（ＬＮチップ１０２の端面に近づける）ことで、ワイヤ１４０のワイヤ長を短くし、周波数特性を改善できることに着目した。以下、本発明の各実施の形態について説明する。

【0030】

（実施の形態１）
図４は、実施の形態１にかかる光変調器チップを示す平面図である。図４（ａ）はＬＮチップ１０２全体を示し、図４（ｂ）は、電極接続部分Ａを拡大した図である。実施の形態１では、中継基板１０３に面するＬＮチップ１０２の電極接続部分Ａのみ、中継基板１０３との間のギャップが狭くなるように信号電極１２１の端部１２１ｂの位置をＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）に近づける。

【0031】

すなわち、グランド電極１２２の端部１２２ｂとＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）とのギャップはｄとする。そして、信号電極１２１の端部１２１ｂとＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）との間のギャップ（隙間）ｄ１は、グランド電極１２２のギャップｄよりも小さくする。

【0032】

信号電極１２１のパッド（端部１２１ｂ）の幅Ｌ０（例えば１００μｍ）であり、ＬＮチップ１０２は、例えば、長さが４０ｍｍ〜５０ｍｍ程度、幅が１ｍｍ程度である。そして、信号電極１２１のパッド（端部１２１ｂ）の幅Ｌ０は、例えば１００μｍであり、残りの部分はほとんどがグランド電極１２２である。

【0033】

このように細長いＬＮチップ１０２の長さ方向（カット面１０２ｃ）でみて、電極接続部分Ａの信号電極１２１の端部１２１ｂの幅Ｌ０が占める割合は、信号電極数にもよるが、ＬＮチップ１０２の長さの数％であり、割合が低い。

【0034】

そして、ＬＮチップ１０２のカット工程でチッピング３０１（図３参照）が生じても、チッピング３０１が電極接続部分Ａの信号電極１２１の端部１２１ｂで生じる確率は低い。チッピング３０１は、ＬＮチップ１０２の長さ方向全域で生じるのではなくランダムな位置に所定の長さＬ１を有して生じる。

【0035】

このため、信号電極１２１の端部１２１ｂのみをＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）方向に突出させても、電極接続部分Ａでチッピング３０１が発生する確率は極めて低くできる。すなわち、ＬＮチップ１０２の端部１０２ｃに対し、ギャップｄ以下の狭い間隔まで電極を形成し、ＬＮチップ１０２を既存のギャップｄに基づくカットを同様に行っても、信号電極１２１の端部１２１ｂ部分にチッピング３０１が生じる割合は無し（ゼロ）に近い。

【0036】

図５は、図４の拡大図であり、ワイヤ接続状態を示す図である。ＬＮチップ１０２の長さ方向の端面（カット面１０２ｃ）と、中継基板１０３の端部１０３ｃとを密接させた状態である。なお、中継基板１０３の信号電極１３１の端部１３１ｂと、グランド電極１３２の端部１３２ｂは、いずれも端面（カット面）１０３ｃから所定幅内側に設けられている。

【0037】

ここで、上述したように、ＬＮチップ１０２の信号電極１２１の端部１２１ｂを中継基板１０３の信号電極１３１に近接させることができる。したがって、ＬＮチップ１０２の信号電極１２１の端部１２１ｂと中継基板１０３の信号電極１３１との間を、ワイヤ長が短いワイヤ１４０ａを用いて接続できるようになり、周波数特性を向上できるようになる。

【0038】

図５に示す例では、ＬＮチップ１０２と中継基板１０３とが密着して配置している。これに限らず、相互の材質の線膨張係数差等を考慮してＬＮチップ１０２の端部１０２ｃと、中継基板１０３の端部１０３ｃとの間の距離を数μｍ〜数十μｍ離した構造とした場合でも、高周波特性を改善することができる。

【0039】

図６は、実施の形態１にかかる光変調器チップの製造工程の例を示す断面図である。図６には、ウェハプロセスおよびチップ化における一部分を拡大したＬＮチップ１０２の断面を示している。

【0040】

はじめに、図６（ａ）に示すように、ＬＮ基板（ウェハ）１０２Ａ上にチタン（Ｔｉ）６０１を蒸着により膜形成する。この後、図６（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ等により光導波路１１１の形成部分を残すパターニングを行う。この後、図６（ｃ）に示すように、Ｔｉ拡散を行い、ＬＮ基板（ウェハ）１０２Ａ内に光導波路１１１を作成する。

【0041】

その後、図６（ｄ）に示すように、ＬＮ基板（ウェハ）１０２Ａ上にバッファ層６０２およびシリコン（Ｓｉ）コート膜６０３を電子ビーム（ＥＢ）蒸着やスパッタ法により成膜する。

【0042】

この後、図６（ｅ）に示すように、金（Ａｕ）メッキを行い電極（信号電極１２１およびグランド電極１２２）を形成する。以上の電極形成までの工程はウェハ単位で処理する。

【0043】

その後、図６（ｆ）に示すように、ＬＮ基板（ウェハ）１０２Ａをダイシングソーなどでカットし、ＬＮチップ１０２としてチップ化する。この際、上述したように、ＬＮチップ１０２の端面（１０２ｃ等）にチッピング３０１等が生じる。

【0044】

このため、ＬＮチップ１０２の端面（カット面）１０２ｃについては、電極から所定ギャップｄ（数十μｍ）離れた位置をカットする。図６ではグランド電極１２２に対するカット位置を示している。実施の形態１におけるカット位置（図４）は、既存（現在行っている）のカット位置（図３）と同じ位置である。

【0045】

そして、実施の形態１では、電極（信号電極１２１およびグランド電極１２２）形成は、マスク設計で対応するため、既存の電極形成プロセスと何ら変わらずに、電極（信号電極１２１およびグランド電極１２２）形成が完了後、カットを行う。チップ化自体の工程も既存技術と同様のプロセスでダイシングソーなどを用いてカットを行う。

【0046】

このように、ＬＮチップ１０２の形成にかかる工程はすべて既存の技術および既存同様のギャップｄに基づくカット工程をそのまま用いて行うことができるため、実施の形態１のＬＮチップ１０２を簡単に形成できる。この際、カット位置の精度等を高精度化する必要もない。

【0047】

図７は、実施の形態１にかかる光変調器チップの特性を示す図表である。図７（ａ）には、Ｓ１１（反射特性）のシミュレーション結果を示す。縦軸はＳ１１（反射特性［ｄＢ］）、横軸は周波数［ＧＨｚ］である。

【0048】

図７（ｂ）は、現在の一般的なＬＮチップの例、すなわち、図３等に示したＬＮチップ１０２の端部１０２ｃと電極の端部（信号電極１２１の端部１２１ｂおよびグランド電極１２２の端部１２２ｂ）のギャップｄの場合である。

【0049】

図７（ｃ）は、実施の形態１にかかるＬＮチップ１０２の例、すなわち、図４等に示したＬＮチップ１０２の端部１０２ｃとグランド電極１２２の端部１２２ｂのギャップがｄ、ＬＮチップ１０２の端部１０２ｃと信号電極１２１の端部１２１ｂのギャップがｄ１の場合である。

【0050】

図７（ａ）に示すように、実施の形態１によれば、高周波帯域の全域において既存の構成に比して反射特性を改善されていることが示されている。これは、中継基板１０３とＬＮチップ１０２との間の信号電極１２１，１３１の間隔を狭め、信号電極１２１，１３１間に設けるワイヤ１４０ａのワイヤ長が短いためである。

【0051】

以上説明した実施の形態１によれば、ＬＮチップの電極のうち、中継基板と接続する信号電極の端部の位置を、ＬＮチップの端面に近づけて形成することで、ＬＮチップと中継基板の信号電極とを接続するワイヤ長を短くできる。これにより、周波数特性を改善することができる。また、ＬＮチップのカット工程で生じるチッピングが、幅狭の信号電極の部分で生じる確率は極めて低いため、ＬＮチップの製造歩留まりを低下させることなく、簡単な工程で周波数特性を改善したＬＮチップを提供できるようになる。

【0052】

（実施の形態２）
図８は、実施の形態２にかかる光変調器チップを示す平面図である。図８（ａ）はＬＮチップ１０２全体を示し、図８（ｂ）は、電極接続部分Ａを拡大した図である。実施の形態２では、中継基板１０３に面するＬＮチップ１０２の電極接続部分Ａについて、実施の形態１同様に、中継基板１０３との間のギャップが狭くなるように信号電極１２１の端部１２１ｂをＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）に近づける。

【0053】

さらに、実施の形態２では、グランド電極１２２の端部１２２ｂの一部をＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）に近づける。

【0054】

すなわち、グランド電極１２２のうち電極接続部分Ａに位置し、信号電極１２１に隣接する一部（所定長さＬ３部分）は、ＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）に近づけた端部（第１の端部）１２２ｃを有する。端部（第１の端部）１２２ｃとＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）との間のギャップ（隙間）はｄ１である。

【0055】

また、ＬＮチップ１０２のグランド電極１２２のうち、信号電極１２１から離れた部分（第１の端部１２２ｃの所定長さＬ３以外の部分）は、ＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）との間にギャップｄ（ｄ＞ｄ１）の端部（第２の端部）１２２ｂを有する。第２の端部１２２ｂは、ＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）に対し、実施の形態１同様のギャップｄを有する。すなわち、平面でみて第１の端部１２２ｃは第２の端部１２２ｂよりもＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）方向に突出した段差を有して形成される。

【0056】

このように、電極接続部分Ａに位置する信号電極１２１の端部１２１ｂ、およびグランド電極１２２の端部１２２ｃの一部（信号電極１２１に隣接する部分）をＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）にギャップｄ１を有して近接させる。この場合、ＬＮチップ１０２と中継基板１０３との間は、信号電極１２１に加えて、グランド電極１２２についても複数本の短いワイヤ１４０で接続できるようになる。なお、信号電極１２１の端部１２１ｂ、およびグランド電極１２２の端部１２２ｃが有するギャップｄ１は互いが同一でなくてもよい。

【0057】

なお、図８において電極接続部分Ａは、ＬＮチップ１０２全体の長さに比して大きく（長さが大きく）記載してあり、電極接続部分Ａの長さ方向は数百μｍである。このため、グランド電極１２２の端部１２２ｃをギャップｄ１を有してＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）に近接させても、カット時にグランド電極１２２の端部１２２ｃにチッピング３０１が生じる割合は依然として低い。

【0058】

このように、実施の形態２によれば、電極接続部分について信号電極だけではなくグランド電極についても短いワイヤ長で接続できる。これにより、リップル等の発生や特性インピーダンスの微調整（整合）を容易に行うことができ、より周波数帯域を改善できるようになる。

【0059】

（実施の形態３）
図９は、実施の形態３にかかる光変調器チップを示す平面図である。図９（ａ）はＬＮチップ１０２全体を示し、図９（ｂ）は、電極接続部分Ａを拡大した図である。実施の形態３では、ＬＮチップ１０２の電極接続部分Ａについて、上記各実施の形態同様に、中継基板１０３との間のギャップが狭くなるように信号電極１２１の端部１２１ｂをＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）に近づける。

【0060】

実施の形態３では、グランド電極１２２の一部をＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）にギャップｄ１を有して近づけた端部１２２ｃを設ける。

【0061】

そして、図９（ｂ）に示すように、グランド電極１２２の端部１２２ｃとＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）とのギャップはｄとする。そして、グランド電極１２２のうち、電極接続部分Ａに位置する部分には、ＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）に近づけた所定長さＬ３の端部１２２ｃを設ける。端部１２２ｃとＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）との間のギャップ（隙間）はｄ１とする。

【0062】

また、グランド電極１２２において電極接続部分Ａに位置する部分のうち、端部１２２ｃ以外の領域は、端部１２２ｃ（ギャップｄ１）の位置からギャップｄの位置に連続的にギャップの間隔が変化するブロード部（傾斜部）１２２ｄを設ける。

【0063】

グランド電極１２２のブロード部１２２ｄは、信号電極１２１部分に近接する部分（端部１２２ｃ）が最もＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）に近づきギャップが小さい形状とする。そして、信号電極１２１からＬＮチップ１０２の長さ方向に離れる位置となるにつれて、グランド電極１２２は、ブロード部１２２ｄによりＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）から離れていく（ギャップが大きくなっていく）形状となっている。

【0064】

このように、電極接続部分Ａに位置する信号電極１２１の端部１２１ｂ、およびグランド電極１２２の端部１２２ｃの一部（信号電極１２１に近接する箇所）をＬＮチップ１０２の端部（カット面１０２ｃ）に近接させる。この場合、ＬＮチップ１０２と中継基板１０３との間は、信号電極１２１に加えて、グランド電極１２２についても複数本の短いワイヤ１４０で接続できるようになる。

【0065】

上記のブロード部１２２ｄは、連続的にギャップが変化するが、これに限らず、異なる複数のギャップを持ち階段状にギャップが変化する構成としてもよい。

【0066】

このため、実施の形態３においても、電極接続部分について信号電極だけではなくグランド電極についても短いワイヤ長で接続できる。これにより、リップル等の発生や特性インピーダンスの微調整（整合）を容易に行うことができ、より周波数帯域を改善できるようになる。

【0067】

加えて、実施の形態３では、電極接続部分のグランド電極にブロード部を設けることにより、実施の形態２よりもさらにリップル等の発生や特性インピーダンスの微調整（整合）を容易に行うことができ、より周波数帯域を改善できるようになる。

【0068】

（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４にかかる光変調器チップを示す平面図である。図１０（ａ）はＬＮチップ１０２全体を示し、図１０（ｂ）は、電極接続部分Ａを拡大した図である。

【0069】

実施の形態４では、電極に対する電気信号の入力側の電極接続部分（第１の電極接続部分）Ａの構造を、電極の出力側、すなわち終端抵抗等に接続される部分（第２の電極接続部分Ｂ）にも適用したものである。電極接続部分Ａ，Ｂは、いずれもＬＮチップ１０２の同一の端部（カット面１０２ｃ）に設けられる。

【0070】

上述したように、電極接続部分Ａについては、実施の形態１〜３（図４，図８，図９）のいずれかの各種態様とすることができる。そして、電極接続部分Ｂについても、実施の形態１〜３（図４，図８，図９）のいずれかの各種態様とすることができる。なお、図１０には、実施の形態１（図４）で説明した構造を電極接続部分Ａ，Ｂに適用した例を示している。

【0071】

実施の形態４によれば、各実施の形態で説明した効果を得ることができるとともに、ＬＮチップに対する電気信号の入力側および出力側のいずれについても、信号電極とグランド電極それぞれの端部をＬＮチップの端面（カット面）に近接させることにより、高周波特性や終端部のリップルをさらに低減化できるようになる。

【0072】

（実施の形態５）
図１１は、実施の形態５にかかる光変調器チップを示す平面図である。図１１（ａ）はＬＮチップ１０２全体を示し、図１１（ｂ）は、電極接続部分Ａを拡大した図、図１１（ｃ）は、電極接続部分Ｂを拡大した図である。

【0073】

実施の形態５では、電極に対する電気信号の入力側の電極接続部分Ａに対して、電極の出力側、すなわち終端抵抗等に接続される部分（電極接続部分Ｂ）がＬＮチップ１０２の反対面に形成された例に適用したものである。電極接続部分Ａ，Ｂは、互いにＬＮチップ１０２の反対面の端部（カット面１０２ｃ，１０２ｄ）に設けられる。

【0074】

実施の形態４同様に、電極接続部分Ａ，Ｂは、それぞれ実施の形態１〜３（図４，図８，図９）のいずれかの各種態様とすることができる。なお、図１１には、実施の形態１（図４）で説明した構造を電極接続部分Ａ，Ｂに適用した例を示している。

【0075】

実施の形態５によれば、各実施の形態で説明した効果を得ることができるとともに、ＬＮチップに対する電気信号の入力側と出力側がＬＮチップ１０２の反対面に形成されている場合にも同様の作用効果を得ることができる。すなわち、ＬＮチップ１０２の反対面にそれぞれ設けられる電極（信号電極とグランド電極）それぞれの端部をＬＮチップの端面（カット面）に近接させることにより、高周波特性や終端部のリップルをさらに低減化できるようになる。

【0076】

以上説明した各実施の形態によれば、ＬＮチップの電極のうち、中継基板と接続する電極接続部に位置する少なくとも信号電極の端部の位置を、ＬＮチップの端面に近づけて形成することで、ＬＮチップと中継基板の信号電極とを接続するワイヤ長を短くできる。また、グランド電極の端部の位置を、ＬＮチップの端面に近づけて形成してもよい。また、信号電極の端部のうち信号電極に隣接する位置を、ＬＮチップの端面に近づけて段差状に形成してもよい。また、信号電極の端部のうち信号電極に隣接する位置を、ＬＮチップの端面に近づけて形成し、信号電極から離れるにしたがいＬＮチップの端面から次第に離れるよう形成してもよい。

【0077】

上記構成により簡単な構造で周波数特性を改善することができる。また、ＬＮチップのカット工程で生じるチッピングが、幅狭の信号電極の部分で生じる確率は極めて低いため、ＬＮチップの製造歩留まりを低下させることなく、簡単な工程で周波数特性を改善したＬＮチップを提供できるようになる。

【0078】

また、実施の形態では、変調器チップをＬＮ（ＬｉＮｂＯ₃）チップの例で説明したが、変調器チップは、ＬＮチップに限らず、ＩｎＰ、Ｓｉであっても同様に周波数特性を改善できる。また、信号電極数および光導波路の分岐数を２本としたが、これに限らず、複数本（例えば４本、８本、…）であってもよい。

【0079】

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

【0080】

（付記１）光信号を入力される電気信号で光変調する光変調器チップと、前記電気信号を前記光変調器チップに中継接続する中継基板と、を有する光変調器において、
前記光変調器チップは、
前記光信号の導波路に沿って形成された前記電気信号の信号電極およびグランド電極を有し、
前記光変調器チップの一端が前記中継基板に対向配置され、当該一端に前記電気信号を前記中継基板とワイヤで接続する電極接続部が設けられ、
前記電極接続部に位置する前記信号電極の一端の端部と前記光変調器チップの前記一端までの距離が、前記電極接続部に位置する前記グランド電極の一端の端部と前記光変調器チップの前記一端までの距離よりも小さい、
ことを特徴とする光変調器。

【0081】

（付記２）光信号を入力される電気信号で光変調する光変調器チップと、前記電気信号を前記光変調器チップに中継接続する中継基板と、を有する光変調器において、
前記光変調器チップは、
前記光信号の導波路に沿って形成された前記電気信号の信号電極およびグランド電極を有し、
前記光変調器チップの一端が前記中継基板に対向配置され、当該一端に前記電気信号を前記中継基板とワイヤで接続する電極接続部が設けられ、
前記グランド電極は、前記信号電極に隣接する第１の端部と、前記信号電極から離れた第２の端部とを有し、
前記電極接続部に位置する前記信号電極の一端の端部と前記光変調器チップの前記一端までの距離、および前記グランド電極の一端の前記第１の端部と前記光変調器チップの前記一端までの距離は、いずれも前記グランド電極の一端の前記第２の端部と前記光変調器チップの前記一端までの距離よりも小さい、
ことを特徴とする光変調器。

【0082】

（付記３）光信号を入力される電気信号で光変調する光変調器チップと、前記電気信号を前記光変調器チップに中継接続する中継基板と、を有する光変調器において、
前記光変調器チップは、
前記光信号の導波路に沿って形成された前記電気信号の信号電極およびグランド電極を有し、
前記光変調器チップの一端が前記中継基板に対向配置され、当該一端に前記電気信号を前記中継基板とワイヤで接続する電極接続部が設けられ、
前記電極接続部に位置する前記グランド電極は、前記信号電極に隣接する第１の端部と、前記信号電極から離れるにしたがい前記光変調器チップの前記一端までの距離が大きくなるブロード部とを有し、
前記電極接続部に位置する前記信号電極の一端の端部と前記光変調器チップの前記一端までの距離、および前記グランド電極の一端の前記第１の端部と前記光変調器チップの前記一端までの距離は、いずれも前記グランド電極の前記ブロード部と前記光変調器チップの前記一端までの距離よりも小さい、
ことを特徴とする光変調器。

【0083】

（付記４）前記信号電極および前記グランド電極の他端が前記光変調器チップの一端に向けて設けられ、前記信号電極および前記グランド電極の他端を前記光変調器チップの一端で対向する終端部とワイヤで接続する第２の電極接続部が設けられたことを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の光変調器。

【0084】

（付記５）前記信号電極および前記グランド電極の他端が前記光変調器チップの他端に向けて設けられ、前記信号電極および前記グランド電極の他端を前記光変調器チップの他端で対向する終端部とワイヤで接続する第２の電極接続部が設けられたことを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の光変調器。

【0085】

（付記６）前記光変調器チップの基板材料が強誘電体であることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光変調器。

【0086】

（付記７）前記光変調器チップの一端と、前記中継基板とを接合、あるいは所定間隔を有して配置したことを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光変調器。

【0087】

（付記８）前記光導波路に入力される光源と、前記光信号の光学系と、前記光変調器の動作を制御する制御部と、をさらに有することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の光変調器を備えた光モジュール。

【符号の説明】

【0088】

１００ 光変調器
１０１ パッケージ
１０２ 光変調器チップ（ＬＮチップ）
１０２ｃ，１０２ｄ 端部（カット面）
１０３ 中継基板
１１１ 光導波路
１２１，１３１ 信号電極
１２１ａ，１２２ａ テーパー部
１２１ｂ，１２２ｂ，１２２ｃ，１３２ｂ 端部
１２２，１３２ グランド電極
１２２ｄ ブロード部
１４０，１４０ａ ワイヤ
３０１ チッピング
Ａ，Ｂ 電極接続部分

【要約】

【課題】チッピングの影響を受けず高周波特性を改善できること。
【解決手段】光変調器は、光信号を入力される電気信号で光変調するＬＮチップ１０２と、電気信号を前記光変調器に中継接続する中継基板と、を有する。ＬＮチップ１０２は、光信号の導波路に沿って形成された電気信号の信号電極１２１およびグランド電極１２２を有し、ＬＮチップの一端１０２ｃが中継基板に対向配置され、ＬＮチップ１０２の一端に電気信号を中継基板とワイヤで接続する電極接続部Ａが設けられ、電極接続部Ａに位置する信号電極１２１の一端の端部１２１ｂとＬＮチップ１０２の一端までの距離ｄ１が、電極接続部Ａに位置するグランド電極１２２の一端の端部１２２ｂとＬＮチップ１０２の一端までの距離ｄよりも小さい。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】