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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022048059
(43)【公開日】2022-03-25
(54)【発明の名称】差動配線基板及び半導体発光装置
(51)【国際特許分類】
G02F 1/015 20060101AFI20220317BHJP
H01S 5/022 20210101ALI20220317BHJP
H01S 5/026 20060101ALI20220317BHJP
G02F 1/025 20060101ALI20220317BHJP
【ＦＩ】
G02F1/015 505
H01S5/022
H01S5/026 616
G02F1/025
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020186989
(22)【出願日】2020-11-10
(31)【優先権主張番号】P 2020153685
(32)【優先日】2020-09-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】301005371
【氏名又は名称】日本ルメンタム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000154
【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】足立 光一朗
【テーマコード（参考）】
2K102
5F173
【Ｆターム（参考）】
2K102AA20
2K102BA02
2K102BB01
2K102BC04
2K102CA20
2K102DC08
2K102DD03
2K102EA02
2K102EA08
2K102EB20
2K102EB29
5F173AD14
5F173MA02
5F173MC01
5F173MC20
5F173MD04
5F173MD23
5F173MD43
5F173MD51
5F173MD59
5F173MD64
(57)【要約】
【課題】差動駆動方式での小型化を目的とする。
【解決手段】差動配線基板は、第１面１２及び第２面１４を有し、第１面１２及び第２面１４の間で第１厚みｈ１を有する第１部分１６を含み、第１面１２及び第２面１４の間で第１厚みｈ１よりも薄い第２厚みｈ２を有する第２部分１８を含む誘電体層１０と、第１配線幅Ｗ１を有し、第１部分１６の第１面１２に配置された第１導体ライン２２と、第１配線幅Ｗ１よりも狭い第２配線幅Ｗ２を有し、第２部分１８の第１面１２に配置された第２導体ライン２４と、第１部分１６の第２面１４及び第２部分１８の第２面１４に、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４に重なるように配置されたグランド導体２６と、を有する。第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４は、差動伝送線路を構成する。
【選択図】図２
【解決手段】差動配線基板は、第１面１２及び第２面１４を有し、第１面１２及び第２面１４の間で第１厚みｈ１を有する第１部分１６を含み、第１面１２及び第２面１４の間で第１厚みｈ１よりも薄い第２厚みｈ２を有する第２部分１８を含む誘電体層１０と、第１配線幅Ｗ１を有し、第１部分１６の第１面１２に配置された第１導体ライン２２と、第１配線幅Ｗ１よりも狭い第２配線幅Ｗ２を有し、第２部分１８の第１面１２に配置された第２導体ライン２４と、第１部分１６の第２面１４及び第２部分１８の第２面１４に、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４に重なるように配置されたグランド導体２６と、を有する。第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４は、差動伝送線路を構成する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１面及び第２面を有し、前記第１面及び前記第２面の間で第１厚みを有する第１部分を含み、前記第１面及び前記第２面の間で前記第１厚みよりも薄い第２厚みを有する第２部分を含む誘電体層と、
第１配線幅を有し、前記第１部分の前記第１面に配置された第１導体ラインと、
前記第１配線幅よりも狭い第２配線幅を有し、前記第２部分の前記第１面に配置された第２導体ラインと、
前記第１部分の前記第２面及び前記第２部分の前記第２面に、前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインに重なるように配置されたグランド導体と、
を有し、
前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインは、差動伝送線路を構成する差動配線基板。
第１配線幅を有し、前記第１部分の前記第１面に配置された第１導体ラインと、
前記第１配線幅よりも狭い第２配線幅を有し、前記第２部分の前記第１面に配置された第２導体ラインと、
前記第１部分の前記第２面及び前記第２部分の前記第２面に、前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインに重なるように配置されたグランド導体と、
を有し、
前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインは、差動伝送線路を構成する差動配線基板。
【請求項2】
請求項１に記載された差動配線基板であって、
前記グランド導体は、前記第１部分の前記第２面及び前記第２部分の前記第２面に連続している差動配線基板。
前記グランド導体は、前記第１部分の前記第２面及び前記第２部分の前記第２面に連続している差動配線基板。
【請求項3】
請求項１に記載された差動配線基板であって、
前記グランド導体は、前記第１部分の前記第２面に配置された第１グランド導体と、前記第１グランド導体とは分離されて前記第２部分の前記第２面に配置された第２グランド導体と、を含む差動配線基板。
前記グランド導体は、前記第１部分の前記第２面に配置された第１グランド導体と、前記第１グランド導体とは分離されて前記第２部分の前記第２面に配置された第２グランド導体と、を含む差動配線基板。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載された差動配線基板であって、
前記誘電体層は、前記第１部分及び前記第２部分の間に、厚みが変化する第３部分を有し、
前記第３部分は、前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインのいずれにも重ならない差動配線基板。
前記誘電体層は、前記第１部分及び前記第２部分の間に、厚みが変化する第３部分を有し、
前記第３部分は、前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインのいずれにも重ならない差動配線基板。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか１項に記載された差動配線基板であって、
前記第２面には、前記第１部分及び前記第２部分の間の段差があり、
前記第２面の前記段差は、前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインの間のスペースの中央直下にある差動配線基板。
前記第２面には、前記第１部分及び前記第２部分の間の段差があり、
前記第２面の前記段差は、前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインの間のスペースの中央直下にある差動配線基板。
【請求項6】
請求項１から５のいずれか１項に記載された差動配線基板であって、
前記第２導体ラインは、前記第１導電ライン及び前記第２導電ラインの並ぶ方向で、前記第２部分の中央に位置している差動配線基板。
前記第２導体ラインは、前記第１導電ライン及び前記第２導電ラインの並ぶ方向で、前記第２部分の中央に位置している差動配線基板。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか１項に記載された差動配線基板であって、
前記第１部分は、複数の第１部分であり、
前記第２部分は、複数の第２部分であり、
前記第１導体ラインは、前記複数の第１部分のそれぞれの前記第１面に配置され、
前記第２導体ラインは、前記複数の第２部分のそれぞれの前記第１面に配置され、
前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインは、多チャンネルのそれぞれで、前記差動伝送線路を構成する差動配線基板。
前記第１部分は、複数の第１部分であり、
前記第２部分は、複数の第２部分であり、
前記第１導体ラインは、前記複数の第１部分のそれぞれの前記第１面に配置され、
前記第２導体ラインは、前記複数の第２部分のそれぞれの前記第１面に配置され、
前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインは、多チャンネルのそれぞれで、前記差動伝送線路を構成する差動配線基板。
【請求項8】
請求項７に記載された差動配線基板であって、
前記複数の第１部分のそれぞれは、前記第１面に、前記第１導体ラインが形成される配線領域と、前記第２導体ラインとは反対の方向に余白幅を以て前記配線領域に隣接する余白領域と、を含み、
前記複数の第１部分は、それぞれ、前記余白幅において等しい差動配線基板。
前記複数の第１部分のそれぞれは、前記第１面に、前記第１導体ラインが形成される配線領域と、前記第２導体ラインとは反対の方向に余白幅を以て前記配線領域に隣接する余白領域と、を含み、
前記複数の第１部分は、それぞれ、前記余白幅において等しい差動配線基板。
【請求項9】
請求項７に記載された差動配線基板であって、
前記複数の第１部分のそれぞれは、前記第１面に、前記第１導体ラインが形成される配線領域を有し、前記第２導体ラインとは反対の方向に前記配線領域に隣接する余白を有しない差動配線基板。
前記複数の第１部分のそれぞれは、前記第１面に、前記第１導体ラインが形成される配線領域を有し、前記第２導体ラインとは反対の方向に前記配線領域に隣接する余白を有しない差動配線基板。
【請求項10】
請求項７から９のいずれか１項に記載された差動配線基板であって、
前記多チャンネルの隣同士のチャンネル間で、前記第１面に配置されたチャンネル間導体と、
前記誘電体層を貫通して前記グランド導体と前記チャンネル間導体を接続する接続導体と、
をさらに有する差動配線基板。
前記多チャンネルの隣同士のチャンネル間で、前記第１面に配置されたチャンネル間導体と、
前記誘電体層を貫通して前記グランド導体と前記チャンネル間導体を接続する接続導体と、
をさらに有する差動配線基板。
【請求項11】
請求項１０に記載された差動配線基板であって、
前記接続導体は、前記第２部分を避けて前記第１部分を貫通している差動配線基板。
前記接続導体は、前記第２部分を避けて前記第１部分を貫通している差動配線基板。
【請求項12】
請求項１０に記載された差動配線基板であって、
前記接続導体は、前記第１部分を避けて前記第２部分を貫通している差動配線基板。
前記接続導体は、前記第１部分を避けて前記第２部分を貫通している差動配線基板。
【請求項13】
請求項１から１２のいずれか１項に記載された前記差動配線基板と、
前記差動配線基板に搭載された半導体光素子と、
を有する半導体発光装置。
前記差動配線基板に搭載された半導体光素子と、
を有する半導体発光装置。
【請求項14】
請求項１３に記載された半導体発光装置であって、
前記半導体光素子は、電界吸収型変調器と半導体レーザが一体に集積された電界吸収型変調器集積レーザであり、
前記電界吸収型変調器集積レーザは、前記電界吸収型変調器及び前記半導体レーザに共通の下電極と、前記電界吸収型変調器の上電極と、を有し、
前記下電極は、前記第１導体ラインに、はみださないように対向し、
前記上電極は、ワイヤによって、前記第２導体ラインに接続されている半導体発光装置。
前記半導体光素子は、電界吸収型変調器と半導体レーザが一体に集積された電界吸収型変調器集積レーザであり、
前記電界吸収型変調器集積レーザは、前記電界吸収型変調器及び前記半導体レーザに共通の下電極と、前記電界吸収型変調器の上電極と、を有し、
前記下電極は、前記第１導体ラインに、はみださないように対向し、
前記上電極は、ワイヤによって、前記第２導体ラインに接続されている半導体発光装置。
【請求項15】
請求項１４に記載された半導体発光装置であって、
前記第２導体ラインとは反対方向に前記第１導体ラインに隣り合うように、前記第１面に配置されたパッドと、
前記パッドと前記第１導体ラインの間に直列接続された整合抵抗器と、
前記上電極と前記パッドを接続するワイヤと、
をさらに有する半導体発光装置。
前記第２導体ラインとは反対方向に前記第１導体ラインに隣り合うように、前記第１面に配置されたパッドと、
前記パッドと前記第１導体ラインの間に直列接続された整合抵抗器と、
前記上電極と前記パッドを接続するワイヤと、
をさらに有する半導体発光装置。
【請求項16】
請求項１５に記載された半導体発光装置であって、
前記パッドは、前記第１部分に配置されている半導体発光装置。
前記パッドは、前記第１部分に配置されている半導体発光装置。
【請求項17】
請求項１５に記載された半導体発光装置であって、
前記パッドは、前記第２部分に配置されている半導体発光装置。
前記パッドは、前記第２部分に配置されている半導体発光装置。
【請求項18】
請求項１５から１７のいずれか１項に記載された半導体発光装置であって、
前記第２導体ラインは、前記第１導体ラインとは反対方向に延びるスタブを有し、
前記第１導体ラインの、前記パッドに隣り合う部分と、前記第２導体ラインの、スタブが延びる部分とは、隣り合っている半導体発光装置。
前記第２導体ラインは、前記第１導体ラインとは反対方向に延びるスタブを有し、
前記第１導体ラインの、前記パッドに隣り合う部分と、前記第２導体ラインの、スタブが延びる部分とは、隣り合っている半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、差動配線基板及び半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
通信用光モジュールの電気信号の品質を確保する手段として、差動駆動方式が知られている。特許文献１には、電界吸収型変調器集積レーザ（Electro Absorption Modulated Laser: EML）を差動駆動することが開示されている。また差動伝送線路の一般的な計算式として非特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－２９６４９号公報
【非特許文献1】IEEE Transactions on Electronic Computers, 1967, Vol. EC-16, Issue 2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
差動駆動方式では、位相の反転した信号対のバランスをとるために、一対の差動伝送線路の配線幅は同じになっていた。また、引用文献１に開示されるように、一対の差動伝送線路の一方にＥＭＬを搭載するには、広い配線幅を確保する必要がある。これらの理由から、差動駆動方式は、シングルエンド駆動方式と比較して、小型化が難しかった。
【0005】
本発明は、差動駆動方式での小型化を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る差動配線基板は、第１面及び第２面を有し、前記第１面及び前記第２面の間で第１厚みを有する第１部分を含み、前記第１面及び前記第２面の間で前記第１厚みよりも薄い第２厚みを有する第２部分を含む誘電体層と、第１配線幅を有し、前記第１部分の前記第１面に配置された第１導体ラインと、前記第１配線幅よりも狭い第２配線幅を有し、前記第２部分の前記第１面に配置された第２導体ラインと、前記第１部分の前記第２面及び前記第２部分の前記第２面に、前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインに重なるように配置されたグランド導体と、を有し、前記第１導体ライン及び前記第２導体ラインは、差動伝送線路を構成する。
【0007】
本発明によれば、第２配線幅が第１配線幅よりも狭いことで、小型化が可能になる。第２配線幅が第１配線幅よりも狭いが、第２厚みが第１厚みよりも薄いので、差動伝送される信号対のバランスをとることができる。
【0008】
本発明に係る半導体発光装置は、前記差動配線基板と、前記差動配線基板に搭載された半導体光素子と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施形態に係る差動配線基板の平面図である。
【図3】第１の実施例に係る差動配線基板のシミュレーション用モデルを示す図である。
【図4】比較例に係る差動配線基板のシミュレーション用モデルを示す図である。
【図5】三次元電界解析ツールを用いたシミュレーションによって得られた、第１の実施形態と比較例の周波数特性を示す図である。
【図6】変形例１に係る差動配線基板の断面図である。
【図7】変形例２に係る差動配線基板の断面図である。
【図8】変形例３に係る差動配線基板の断面図である。
【図9】変形例４に係る差動配線基板の断面図である。
【図10】第２の実施形態に係る差動配線基板の平面図である。
【図12】第３の実施形態に係る差動配線基板の断面図である。
【図13】第４の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図15】半導体光素子の断面図である。
【図16】第５の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図17】第６の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図19】第７の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図21】第８の実施形態に係る半導体発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。全図において同一の符号を付した部材は同一又は同等の機能を有するものであり、その繰り返しの説明を省略する。なお、図形の大きさは倍率に必ずしも一致するものではない。
【0011】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る差動配線基板の平面図である。図２は、図１に示す差動配線基板のII－II線断面図である。差動配線基板は、誘電体層１０を有する。誘電体層１０は、窒化アルミニウムなどの誘電体からなる。誘電体層１０は単層からなる。誘電体層１０は、第１面１２及び第２面１４を有する。誘電体層１０は、第１部分１６を含む。第１部分１６は、第１面１２及び第２面１４の間で第１厚みｈ１を有する。誘電体層１０は、第２部分１８を含む。第２部分１８は、第１面１２及び第２面１４の間で第１厚みｈ１よりも薄い第２厚みｈ２を有する。第１部分１６及び第２部分１８は、第１面１２において面一になっている。第２面１４には、第１部分１６及び第２部分１８の間の段差（高さ変換部）２０がある。つまり、第１部分１６及び第２部分１８の厚みの差は、第２面１４に現れている。
図１は、第１の実施形態に係る差動配線基板の平面図である。図２は、図１に示す差動配線基板のII－II線断面図である。差動配線基板は、誘電体層１０を有する。誘電体層１０は、窒化アルミニウムなどの誘電体からなる。誘電体層１０は単層からなる。誘電体層１０は、第１面１２及び第２面１４を有する。誘電体層１０は、第１部分１６を含む。第１部分１６は、第１面１２及び第２面１４の間で第１厚みｈ１を有する。誘電体層１０は、第２部分１８を含む。第２部分１８は、第１面１２及び第２面１４の間で第１厚みｈ１よりも薄い第２厚みｈ２を有する。第１部分１６及び第２部分１８は、第１面１２において面一になっている。第２面１４には、第１部分１６及び第２部分１８の間の段差（高さ変換部）２０がある。つまり、第１部分１６及び第２部分１８の厚みの差は、第２面１４に現れている。
【0012】
差動配線基板は、第１導体ライン２２を有する。第１導体ライン２２は、第１配線幅Ｗ１を有する。第１導体ライン２２は、第１部分１６の第１面１２に配置されている。差動配線基板は、第２導体ライン２４を有する。第２導体ライン２４は、第１配線幅Ｗ１よりも狭い第２配線幅Ｗ２を有する。第２導体ライン２４は、第２部分１８の第１面１２に配置されている。第２導体ライン２４は、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４の並ぶ方向で、第２部分１８の中央に位置している。第２面１４の段差２０は、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４の間のスペースの中央直下にある。つまり、第１導体ライン２２から中央までの距離ｄ１と、第２導体ライン２４から中央までの距離ｄ２が等しい。
【0013】
第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４は、金などの材料からなり、積層材料を用いてもよい。第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４は、差動伝送線路を構成する。第１配線幅Ｗ１及び第２配線幅Ｗ２、第１厚みｈ１及び第２厚みｈ２は、差動伝送線路の特性インピーダンスが１００Ωとなるように設定されている。
【0014】
差動配線基板は、グランド導体２６を有する。グランド導体２６は、金などの材料からなり、積層材料を用いてもよい。グランド導体２６は、第１部分１６の第２面１４及び第２部分１８の第２面１４に配置されている。グランド導体２６は、第１部分１６の第２面１４及び第２部分１８の第２面１４に連続している。グランド導体２６は、第１部分１６の、第２部分１８に隣接する側面にも形成されている。グランド導体２６を一体的に形成するので、パターニングが不要になり、作製工程を簡易化することができる。
【0015】
グランド導体２６は、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４に重なる。これにより、第１導体ライン２２とグランド導体２６は、ＧＮＤ付きマイクロストリップ線路型の高周波線路を構成する。また、第２導体ライン２４とグランド導体２６も、ＧＮＤ付きマイクロストリップ線路型の高周波線路を構成する。
【0016】
本実施形態によれば、第２配線幅Ｗ２が第１配線幅Ｗ１よりも狭いことで、小型化が可能になる。第２配線幅Ｗ２が第１配線幅Ｗ１よりも狭いが、第２厚みｈ２が第１厚みｈ１よりも薄いので、差動伝送される信号対のバランスをとることができ、特性インピーダンスの劣化もない。
【0017】
図３は、第１の実施例に係る差動配線基板のシミュレーション用モデルを示す図である。第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４並びに第１部分１６及び第２部分１８は、上述した特徴を有する。具体的な寸法は図示する通りである。差動インピーダンスは１００Ωに設定した。
【0018】
図４は、比較例に係る差動配線基板のシミュレーション用モデルを示す図である。一対の導体ラインの幅は同じであり、誘電体層の厚みも均一である。具体的な寸法は図示する通りである。差動インピーダンスは１００Ωに設定した。
【0019】
図５は、三次元電界解析ツールを用いたシミュレーションによって得られた、第１の実施形態と比較例の周波数特性を示す図である。本結果より明らかなように、第１の実施形態は、比較例と同様に、０ＧＨｚから６０ＧＨｚまでの範囲において、十分な透過特性（Ｓ２１）を得ている。本実施形態によれば、少なくとも５０ＧＨｚまでのアプリケーションにおいて、差動配線基板の大きさを２０％低減しつつ一般的な差動配線基板と同等の特性が得られる。なお、寸法はあくまで一例に過ぎず、所望の差動インピーダンス、必要な周波数帯、及び誘電体層１０の誘電率などの条件に応じて、適宜選択すればよい。
【0020】
［変形例１］
図６は、変形例１に係る差動配線基板の断面図である。差動配線基板は、誘電体層が多層（例えば誘電率の異なる層１０Ａ，１０Ｂ）である点で、第１の実施形態と異なる。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容を適用可能である。
図６は、変形例１に係る差動配線基板の断面図である。差動配線基板は、誘電体層が多層（例えば誘電率の異なる層１０Ａ，１０Ｂ）である点で、第１の実施形態と異なる。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0021】
［変形例２］
図７は、変形例２に係る差動配線基板の断面図である。差動配線基板は、グランド導体が分割されている点で、第１の実施形態と異なる。グランド導体は、第１部分１６の第２面１４に配置された第１グランド導体２６Ａを含む。グランド導体は、第１グランド導体２６Ａとは分離されて第２部分１８の第２面１４に配置された第２グランド導体２６Ｂを含む。第１部分１６の、第２部分１８に隣接する側面にはグランド導体２６が形成されない。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容を適用可能である。
図７は、変形例２に係る差動配線基板の断面図である。差動配線基板は、グランド導体が分割されている点で、第１の実施形態と異なる。グランド導体は、第１部分１６の第２面１４に配置された第１グランド導体２６Ａを含む。グランド導体は、第１グランド導体２６Ａとは分離されて第２部分１８の第２面１４に配置された第２グランド導体２６Ｂを含む。第１部分１６の、第２部分１８に隣接する側面にはグランド導体２６が形成されない。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0022】
［変形例３］
図８は、変形例３に係る差動配線基板の断面図である。第２面１４の段差２０Ｂは、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４の間のスペースの中央直下にはない。このように、段差２０Ｂの位置にばらつきが生じるとしても、実用上の問題は小さい。
図８は、変形例３に係る差動配線基板の断面図である。第２面１４の段差２０Ｂは、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４の間のスペースの中央直下にはない。このように、段差２０Ｂの位置にばらつきが生じるとしても、実用上の問題は小さい。
【0023】
［変形例４］
図９は、変形例４に係る差動配線基板の断面図である。誘電体層１０は、第１部分１６及び第２部分１８の間に、厚みが変化する第３部分２８を有する。第３部分２８は、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４のいずれにも重ならない。なお、第２導体ライン２４は、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４の並ぶ方向で、第２部分１８の中央に位置している。第３部分２８は、第１厚みｈ１で第１部分１６に一体化し、第２厚みｈ２で第２部分１８に一体化する。第１部分１６の第２面１４と、第２部分１８の第２面１４は、第３部分２８の傾斜面で接続される。このような形状であっても、高周波特性に実用上問題になるレベルの差は見られない。
図９は、変形例４に係る差動配線基板の断面図である。誘電体層１０は、第１部分１６及び第２部分１８の間に、厚みが変化する第３部分２８を有する。第３部分２８は、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４のいずれにも重ならない。なお、第２導体ライン２４は、第１導体ライン２２及び第２導体ライン２４の並ぶ方向で、第２部分１８の中央に位置している。第３部分２８は、第１厚みｈ１で第１部分１６に一体化し、第２厚みｈ２で第２部分１８に一体化する。第１部分１６の第２面１４と、第２部分１８の第２面１４は、第３部分２８の傾斜面で接続される。このような形状であっても、高周波特性に実用上問題になるレベルの差は見られない。
【0024】
【0025】
誘電体層２１０は、複数の第１部分２１６を含む。誘電体層２１０は、複数の第２部分２１８を含む。複数の第１部分２１６及び複数の第２部分２１８は、交互に配列されている。第１導体ライン２２２は、複数の第１部分２１６のそれぞれの第１面２１２に配置されている。第２導体ライン２２４は、複数の第２部分２１８のそれぞれの第１面２１２に配置されている。第１導体ライン２２２及び第２導体ライン２２４は、多チャンネルＣＨのそれぞれで、差動伝送線路を構成する。
【0026】
複数の第１部分２１６のそれぞれは、第１面２１２に、第１導体ライン２２２が形成される配線領域２３０を含む。複数の第１部分２１６のそれぞれは、第１面２１２に、第２導体ライン２２４とは反対の方向に余白幅Ｗｍを以て配線領域２３０に隣接する余白領域２３２を含む。複数の第１部分２１６は、それぞれ、余白幅Ｗｍにおいて等しい。
【0027】
グランド導体２２６は、第１部分２１６の第２面２１４及び第２部分２１８の第２面２１４に連続している。第２面２１４には、第１部分２１６及び第２部分２１８の間の段差２２０がある。第２面２１４の段差２２０は、第１導体ライン２２２及び第２導体ライン２２４の間のスペースの中央直下にある。第２導体ライン２２４は、第１導体ライン２２２及び第２導体ライン２２４の並ぶ方向で、第２部分２１８の中央に位置している。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0028】
本実施形態によれば、それぞれのチャンネルＣＨで第２配線幅Ｗ２が第１配線幅Ｗ１よりも小さいので、小型のアレイ型差動配線基板を実現することができる。あるいは、変形例として、アレイ型差動配線基板の大きさを維持して、隣同士のチャンネルＣＨ間の距離を大きくしてもよい。これにより、クロストークの低減が可能である。あるいは、差動配線基板を小さくするとともに、隣同士のチャンネルＣＨ間の距離を大きくしてもよい。
【0029】
［第３の実施形態］
図１２は、第３の実施形態に係る差動配線基板の断面図である。複数の第１部分３１６のそれぞれは、第１面３１２に、第１導体ライン３２２が形成される配線領域３３０を有する。複数の第１部分３１６のそれぞれは、第１面３１２に、第２導体ライン３２４とは反対の方向に配線領域３３０に隣接する余白を有しない。第２面３１４の段差３２０は、第１導体ライン３２２及び第２導体ライン３２４の間のスペースの中央直下にある。その他の内容は、第２の実施形態で説明した内容を適用可能である。
図１２は、第３の実施形態に係る差動配線基板の断面図である。複数の第１部分３１６のそれぞれは、第１面３１２に、第１導体ライン３２２が形成される配線領域３３０を有する。複数の第１部分３１６のそれぞれは、第１面３１２に、第２導体ライン３２４とは反対の方向に配線領域３３０に隣接する余白を有しない。第２面３１４の段差３２０は、第１導体ライン３２２及び第２導体ライン３２４の間のスペースの中央直下にある。その他の内容は、第２の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0030】
［第４の実施形態］
図１３は、第４の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。図１４は、図１３に示す半導体発光装置のXIV－XIV線断面図である。半導体発光装置は、差動配線基板４００を有する。差動配線基板４００には、第１の実施形態で説明した内容を適用可能である。
図１３は、第４の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。図１４は、図１３に示す半導体発光装置のXIV－XIV線断面図である。半導体発光装置は、差動配線基板４００を有する。差動配線基板４００には、第１の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0031】
差動配線基板４００に半導体光素子４３４が搭載されている。半導体光素子４３４は、光を発するための半導体レーザ４３６を有する。半導体光素子４３４は、光を電界吸収効果によって変調するための電界吸収型変調器４３８を有する。半導体光素子４３４は、半導体レーザ４３６と電界吸収型変調器４３８が一体に集積された電界吸収型変調器集積レーザである。
【0032】
図１５は、半導体光素子４３４の断面図である。半導体レーザ４３６と電界吸収型変調器４３８は、半導体基板４４０に作り込まれている。半導体基板４４０は、ｎ型ＩｎＰ基板である。半導体レーザ４３６は、半導体基板４４０の上に、下側ＳＣＨ（Separated Confinement Heterostructure）層４４２Ａ及び上側ＳＣＨ層４４４Ａに挟まれた多重量子井戸４４６Ａを有する。上側ＳＣＨ層４４４Ａの上に、回折格子層４４８があり、クラッド層４５０Ａで覆われている。半導体レーザ４３６は、分布反射型（Distributed Bragg Reflector: DBR）であってもよいし、分布帰還型（Distributed Feedback: DFB）であってもよい。
【0033】
電界吸収型変調器４３８は、半導体基板４４０の上に、下側ＳＣＨ層４４２Ｂと上側ＳＣＨ層４４４Ｂに挟まれた多重量子井戸４４６Ｂを有する。上側ＳＣＨ層４４４Ｂは、クラッド層４５０Ｂで覆われている。クラッド層４５０Ａとクラッド層４５０Ｂは同じものであってもよいし、それぞれ異なる材料でもよい。電界吸収型変調器４３８と半導体レーザ４３６は、同一の半導体基板４４０上に集積されずに、互いが異なる半導体基板４４０に形成されていても構わない。
【0034】
半導体光素子４３４は、電界吸収型変調器４３８及び半導体レーザ４３６に共通の下電極４５２（例えばカソード）を有する。なお、下電極４５２は、電界吸収型変調器４３８及び半導体レーザ４３６のそれぞれに別々に形成されてもよい。半導体レーザ４３６は、直流電圧を印加するための上電極４５４（例えばアノード）を有する。上電極４５４と下電極４５２の間に直流電圧を印加するようになっている。半導体光素子４３４は、電界吸収型変調器４３８の上電極４５６（例えばアノード）を有する。上電極４５６と下電極４５２の間に交流電圧を印加するようになっている。
【0035】
半導体光素子４３４（下電極４５２）は、第１導体ライン４２２に、はみださないように対向している。第１導体ライン４２２の第１配線幅Ｗ１は、半導体光素子４３４を搭載するために十分な大きさに設定されており、延在方向に一定である。電界吸収型変調器４３８の上電極４５６は、ワイヤ４６８によって、第２導体ライン４２４に接続されている。図示しないが、半導体レーザ４３６の上電極４５４は、ワイヤ等の接続手段により直流電流源に電気的に接続される。
【0036】
差動配線基板４００は、第２導体ライン４２４とは反対方向に第１導体ライン４２２に隣り合うように、第１面４１２に配置されたパッド４５８を有する。パッド４５８は、第１部分４１６に配置されている。差動配線基板４００は、パッド４５８と第１導体ライン４２２の間に直列接続された整合抵抗器４６０を有する。整合抵抗器４６０は、インピーダンスマッチングのために接続されている。半導体発光装置は、電界吸収型変調器４３８の上電極４５６とパッド４５８を接続するワイヤ４７０を有する。これにより、整合抵抗器４６０は、電界吸収型変調器４３８に並列接続される。
【0037】
第１導体ライン４２２及び第２導体ライン４２４に、差動信号伝送のための高周波信号が入力される。高周波信号は、下電極４５２及び電界吸収型変調器４３８の上電極４５６にそれぞれ印加され、差動信号により駆動される。
【0038】
［第５の実施形態］
図１６は、第５の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。第２導体ライン５２４は、第１導体ライン５２２とは反対方向に延びるスタブ５６２を有する。スタブ５６２は、第２導体ライン５２４と同じ材料又は同じ積層材料からなる。第１導体ライン５２２の、パッド５５８に隣り合う部分と、第２導体ライン５２４の、スタブ５６２が延びる部分とは、隣り合っている。
図１６は、第５の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。第２導体ライン５２４は、第１導体ライン５２２とは反対方向に延びるスタブ５６２を有する。スタブ５６２は、第２導体ライン５２４と同じ材料又は同じ積層材料からなる。第１導体ライン５２２の、パッド５５８に隣り合う部分と、第２導体ライン５２４の、スタブ５６２が延びる部分とは、隣り合っている。
【0039】
第２導体ライン５２４は、スタブ５６２を有することで、整合抵抗器５６０及びパッド５５８に接続された第１導体ライン５２２に、電気的特性において近づく。その結果、第１導体ライン５２２及び第２導体ライン５２４の高周波線路の高周波特性がより近い性能となり、差動信号で駆動したときの信号品質の改善が可能になる。その他の内容は、第４の実施形態で説明した内容が該当する。
【0040】
【0041】
半導体発光装置は、差動配線基板６００を有する。差動配線基板６００には、第２の実施形態（図１１）及び第４の実施形態（図１３）で説明した内容を適用可能である。半導体発光装置は、半導体光素子６３４を有する。半導体光素子６３４には、第４の実施形態（図１３）で説明した内容を適用可能である。
【0042】
複数の第１部分６１６のそれぞれは、第１面６１２に、第１導体ライン６２２が形成される配線領域６３０を含む。複数の第１部分６１６のそれぞれは、第１面６１２に、第２導体ライン６２４とは反対の方向に余白幅Ｗｍ（図１１参照）を以て配線領域６３０に隣接する余白領域６３２を含む。複数の第１部分６１６は、それぞれ、余白幅Ｗｍにおいて等しい。パッド６５８は、第１部分６１６に配置されている。
【0043】
それぞれのチャンネルＣＨで、第１導体ライン６２２及び第２導体ライン６２４に、差動信号伝送のための高周波信号が入力される。高周波信号は、下電極（図示せず）及び電界吸収型変調器６３８の上電極６５６にそれぞれ印加され、差動信号により駆動される。
【0044】
【0045】
差動配線基板７００は、隣同士のチャンネルＣＨ間で、第１面７１２に配置されたチャンネル間導体７６４（例えば充填ビアやスルーホールビアなどのビア）を有する。差動配線基板７００は、誘電体層７１０を貫通してグランド導体７２６とチャンネル間導体７６４を接続する接続導体７６６を有する。接続導体７６６は、第２部分７１８を避けて第１部分７１６を貫通している。なお、パッド７５８は、第１部分７１６に配置されている。
【0046】
本実施形態では、隣同士のチャンネルＣＨの間に、グランド導体７２６に接続されるチャンネル間導体７６４が配置されているため、隣同士のチャンネルＣＨの間の電気クロストークを低減することができる。
【0047】
［第８の実施形態］
図２１は、第８の実施形態に係る半導体発光装置の断面図である。差動配線基板８００は、隣同士のチャンネルＣＨ間で、第１面８１２に配置されたチャンネル間導体８６４を有する。差動配線基板８００は、誘電体層８１０を貫通してグランド導体８２６とチャンネル間導体８６４を接続する接続導体８６６を有する。接続導体８６６は、第１部分８１６を避けて第２部分８１８を貫通している。なお、パッド８５８は、第２部分８１８に配置されている。
図２１は、第８の実施形態に係る半導体発光装置の断面図である。差動配線基板８００は、隣同士のチャンネルＣＨ間で、第１面８１２に配置されたチャンネル間導体８６４を有する。差動配線基板８００は、誘電体層８１０を貫通してグランド導体８２６とチャンネル間導体８６４を接続する接続導体８６６を有する。接続導体８６６は、第１部分８１６を避けて第２部分８１８を貫通している。なお、パッド８５８は、第２部分８１８に配置されている。
【0048】
チャンネル間導体８６４は、薄い第２部分８１８に形成されるので、貫通穴を小さくすることができる。例えば、小径のビアを形成することができる。このため、より小型な半導体発光装置を提供することができる。
【0049】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態を説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
【符号の説明】
【0050】
１０ 誘電体層、１０Ａ 層、１０Ｂ 層、１２ 第１面、１４ 第２面、１６ 第１部分、１８ 第２部分、２０ 段差、２０Ｂ 段差、２２ 第１導体ライン、２４ 第２導体ライン、２６ グランド導体、２６Ａ 第１グランド導体、２６Ｂ 第２グランド導体、２８ 第３部分、２１０ 誘電体層、２１２ 第１面、２１４ 第２面、２１６ 第１部分、２１８ 第２部分、２２０ 段差、２２２ 第１導体ライン、２２４ 第２導体ライン、２２６ グランド導体、２３０ 配線領域、２３２ 余白領域、３１２ 第１面、３１４ 第２面、３１６ 第１部分、３２０ 段差、３２２ 第１導体ライン、３２４ 第２導体ライン、３３０ 配線領域、４００ 差動配線基板、４１２ 第１面、４１６ 第１部分、４２２ 第１導体ライン、４２４ 第２導体ライン、４３４ 半導体光素子、４３６ 半導体レーザ、４３８ 電界吸収型変調器、４４０ 半導体基板、４４２Ａ 下側ＳＣＨ層、４４２Ｂ 下側ＳＣＨ層、４４４Ａ 上側ＳＣＨ層、４４４Ｂ 上側ＳＣＨ層、４４６Ａ 多重量子井戸、４４６Ｂ 多重量子井戸、４４８ 回折格子層、４５０Ａ クラッド層、４５０Ｂ クラッド層、４５２ 下電極、４５４ 上電極、４５６ 上電極、４５８ パッド、４６０ 整合抵抗器、４６８ ワイヤ、４７０ ワイヤ、５２２ 第１導体ライン、５２４ 第２導体ライン、５５８ パッド、５６０ 整合抵抗器、５６２ スタブ、６００ 差動配線基板、６１２ 第１面、６１６ 第１部分、６２２ 第１導体ライン、６２４ 第２導体ライン、６３０ 配線領域、６３２ 余白領域、６３４ 半導体光素子、６３８ 電界吸収型変調器、６５６ 上電極、６５８ パッド、７００ 差動配線基板、７１０ 誘電体層、７１２ 第１面、７１６ 第１部分、７１８ 第２部分、７２６ グランド導体、７５８ パッド、７６４ チャンネル間導体、７６６ 接続導体、８００ 差動配線基板、８１０ 誘電体層、８１２ 第１面、８１６ 第１部分、８１８ 第２部分、８２６ グランド導体、８５８ パッド、８６４ チャンネル間導体、８６６ 接続導体、ＣＨ チャンネル、ｈ１ 第１厚み、ｈ２ 第２厚み、Ｗ１ 第１配線幅、Ｗ２ 第２配線幅、Ｗｍ 余白幅、ｄ１ 距離、ｄ２ 距離。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】