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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】P2022080244
(43)【公開日】2022-05-27
(54)【発明の名称】半導体発光装置および光サブアセンブリ
(51)【国際特許分類】
H01S 5/042 20060101AFI20220520BHJP
H01S 5/022 20210101ALI20220520BHJP
【ＦＩ】
H01S5/042 630
H01S5/022
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021040959
(22)【出願日】2021-03-15
(31)【優先権主張番号】P 2020190747
(32)【優先日】2020-11-17
(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）】
5F173
【Ｆターム（参考）】
5F173MA02
5F173MC18
5F173MD59
5F173ME23
5F173ME47
5F173MF39
5F173SA14
5F173SC02
5F173SE02
5F173SG03
(57)【要約】
【課題】高周波特性の劣化低減を目的とする。
【解決手段】半導体発光装置１０２は、導電パターン１２を上面に備えるサブマウント１０と、下電極４２が導電パターン１２に対向して接合されている光変調器３６と、光変調器３６に並列に接続されている終端抵抗器５２と、グラウンドプレーン１８が導電パターン１２に対向して接合されているマイクロストリップ基板１６と、を有する。シングルエンド伝送線路２０は、第１セクション２８と、第１セクション２８から延びて第２端部２４を含む第２セクション３０と、を含む。第２セクション３０は、特性インピーダンスにおいて、第１セクション２８よりも低い。ワイヤ５６、光変調器３６および終端抵抗器５２を含む負荷回路５８が、第２端部２４および導電パターン１２の間に電気的に接続される。負荷回路５８は、特性インピーダンスにおいて、第２セクション３０以下である。
【選択図】図２
【解決手段】半導体発光装置１０２は、導電パターン１２を上面に備えるサブマウント１０と、下電極４２が導電パターン１２に対向して接合されている光変調器３６と、光変調器３６に並列に接続されている終端抵抗器５２と、グラウンドプレーン１８が導電パターン１２に対向して接合されているマイクロストリップ基板１６と、を有する。シングルエンド伝送線路２０は、第１セクション２８と、第１セクション２８から延びて第２端部２４を含む第２セクション３０と、を含む。第２セクション３０は、特性インピーダンスにおいて、第１セクション２８よりも低い。ワイヤ５６、光変調器３６および終端抵抗器５２を含む負荷回路５８が、第２端部２４および導電パターン１２の間に電気的に接続される。負荷回路５８は、特性インピーダンスにおいて、第２セクション３０以下である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電パターンを上面に備えるサブマウントと、
上電極を上表面に備え、下電極を底面に備え、前記下電極が前記導電パターンに対向して接合されている光変調器と、
前記光変調器に並列に接続されている終端抵抗器と、
第１端部から第２端部に延びるシングルエンド伝送線路を上表面に備え、グラウンドプレーンを裏面に備え、前記グラウンドプレーンが前記導電パターンに対向して接合されているマイクロストリップ基板と、
前記光変調器の前記上電極と前記シングルエンド伝送線路の前記第２端部に、両端部がそれぞれボンディングされたワイヤと、
を有し、
前記シングルエンド伝送線路は、第１セクションと、前記第１セクションから延びて前記第２端部を含む第２セクションと、を含み、
前記第２セクションは、特性インピーダンスにおいて、前記第１セクションよりも低く、
前記ワイヤ、前記光変調器および前記終端抵抗器を含む負荷回路が、前記第２端部および前記導電パターンの間に電気的に接続され、
前記負荷回路は、前記特性インピーダンスにおいて、前記第２セクション以下である半導体発光装置。
上電極を上表面に備え、下電極を底面に備え、前記下電極が前記導電パターンに対向して接合されている光変調器と、
前記光変調器に並列に接続されている終端抵抗器と、
第１端部から第２端部に延びるシングルエンド伝送線路を上表面に備え、グラウンドプレーンを裏面に備え、前記グラウンドプレーンが前記導電パターンに対向して接合されているマイクロストリップ基板と、
前記光変調器の前記上電極と前記シングルエンド伝送線路の前記第２端部に、両端部がそれぞれボンディングされたワイヤと、
を有し、
前記シングルエンド伝送線路は、第１セクションと、前記第１セクションから延びて前記第２端部を含む第２セクションと、を含み、
前記第２セクションは、特性インピーダンスにおいて、前記第１セクションよりも低く、
前記ワイヤ、前記光変調器および前記終端抵抗器を含む負荷回路が、前記第２端部および前記導電パターンの間に電気的に接続され、
前記負荷回路は、前記特性インピーダンスにおいて、前記第２セクション以下である半導体発光装置。
【請求項2】
請求項１に記載された半導体発光装置であって、
前記シングルエンド伝送線路は、前記第１セクションと接続する、第１端部を含む外部接続セクションを備え、
前記マイクロストリップ基板は、前記シングルエンド伝送線路の前記外部接続セクションを挟む一対のグラウンド導体を前記上表面に備え、グランデッドコプレーナ線路を部分的に構成する半導体発光装置。
前記シングルエンド伝送線路は、前記第１セクションと接続する、第１端部を含む外部接続セクションを備え、
前記マイクロストリップ基板は、前記シングルエンド伝送線路の前記外部接続セクションを挟む一対のグラウンド導体を前記上表面に備え、グランデッドコプレーナ線路を部分的に構成する半導体発光装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載された半導体発光装置であって、
半導体レーザをさらに有し、
前記光変調器および前記半導体レーザは、いずれも半導体光素子にモノリシックに集積されている半導体発光装置。
半導体レーザをさらに有し、
前記光変調器および前記半導体レーザは、いずれも半導体光素子にモノリシックに集積されている半導体発光装置。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載された半導体発光装置であって、
前記光変調器の前記上表面は、前記マイクロストリップ基板の前記上表面と同等の高さにある半導体発光装置。
前記光変調器の前記上表面は、前記マイクロストリップ基板の前記上表面と同等の高さにある半導体発光装置。
【請求項5】
請求項１から４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１セクションは、均一幅であって直線状に延びている半導体発光装置。
前記第１セクションは、均一幅であって直線状に延びている半導体発光装置。
【請求項6】
請求項１から５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セクションは、幅において、前記第１セクションよりも広い幅広部を含む半導体発光装置。
前記第２セクションは、幅において、前記第１セクションよりも広い幅広部を含む半導体発光装置。
【請求項7】
請求項６に記載された半導体発光装置であって、
前記幅広部は、前記幅が徐々に広くなる形状である半導体発光装置。
前記幅広部は、前記幅が徐々に広くなる形状である半導体発光装置。
【請求項8】
請求項６又は７に記載された半導体発光装置であって、
前記幅広部は、前記第２端部を含む半導体発光装置。
前記幅広部は、前記第２端部を含む半導体発光装置。
【請求項9】
請求項１から８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１端部および前記第２端部は、前記シングルエンド伝送線路の長さ方向に沿って前記マイクロストリップ基板の両端にあって、前記長さ方向に直交する幅方向に相互にずれた位置にある半導体発光装置。
前記第１端部および前記第２端部は、前記シングルエンド伝送線路の長さ方向に沿って前記マイクロストリップ基板の両端にあって、前記長さ方向に直交する幅方向に相互にずれた位置にある半導体発光装置。
【請求項10】
請求項１から８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１端部は、前記第１セクションの長さ方向に沿って、前記マイクロストリップ基板の両端の一方にあり、
前記第２端部は、前記長さ方向に直交する幅方向に沿って、前記マイクロストリップ基板の両側の一方にある半導体発光装置。
前記第１端部は、前記第１セクションの長さ方向に沿って、前記マイクロストリップ基板の両端の一方にあり、
前記第２端部は、前記長さ方向に直交する幅方向に沿って、前記マイクロストリップ基板の両側の一方にある半導体発光装置。
【請求項11】
請求項１から１０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セクションは、屈曲部を含む半導体発光装置。
前記第２セクションは、屈曲部を含む半導体発光装置。
【請求項12】
請求項１１に記載された半導体発光装置であって、
前記屈曲部は、一方向に凸の曲線に沿って延びている半導体発光装置。
前記屈曲部は、一方向に凸の曲線に沿って延びている半導体発光装置。
【請求項13】
請求項１１に記載された半導体発光装置であって、
前記屈曲部は、複数方向に凸の曲線に沿って延びている半導体発光装置。
前記屈曲部は、複数方向に凸の曲線に沿って延びている半導体発光装置。
【請求項14】
請求項１から１３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１セクションは、前記第２セクションに接続される第１接続部を含み、前記第１接続部から、第１方向に沿って延び、
前記第２セクションは、前記第１セクションに接続される第２接続部を含み、前記第２接続部から、前記第1方向に交差する第２方向に沿って延び、
前記第１接続部および前記第２接続部は、前記第１方向に隣接し、前記第２方向には隣接しない半導体発光装置。
前記第１セクションは、前記第２セクションに接続される第１接続部を含み、前記第１接続部から、第１方向に沿って延び、
前記第２セクションは、前記第１セクションに接続される第２接続部を含み、前記第２接続部から、前記第1方向に交差する第２方向に沿って延び、
前記第１接続部および前記第２接続部は、前記第１方向に隣接し、前記第２方向には隣接しない半導体発光装置。
【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、
前記シングルエンド伝送線路は、直角に曲がっている半導体発光装置。
前記シングルエンド伝送線路は、直角に曲がっている半導体発光装置。
【請求項16】
請求項１４又は１５に記載された半導体発光装置であって、
前記第２接続部の一部は、前記第１接続部よりも細くなっている半導体発光装置。
前記第２接続部の一部は、前記第１接続部よりも細くなっている半導体発光装置。
【請求項17】
請求項１から１６のいずれか１項に記載された半導体発光装置と、
電気コネクタと、
を有し、
前記電気コネクタは、前記シングルエンド伝送線路の前記第１端部に電気的に接続されている光サブアセンブリ。
電気コネクタと、
を有し、
前記電気コネクタは、前記シングルエンド伝送線路の前記第１端部に電気的に接続されている光サブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体発光装置および光サブアセンブリに関する。
【背景技術】
【0002】
光通信用の光変調器は、入力される高周波電気信号に応じて光信号を生成するようになっている。高周波電気信号は、伝送線路で品質が劣化するので、光信号もそれに応じて劣化する。特許文献１は、高周波特性の劣化を低減するためにボンディングワイヤを短くすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１０－２７５９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
高周波電気信号源および伝送線路は、一般的に、シングルエンド駆動においては５０Ω終端系として構成されている。一方、光変調器の特性インピーダンスは５０Ωとは限らない。したがって、光変調器との特性インピーダンス不整合により高周波電気信号の反射が発生し、高周波電気信号の品質が劣化し、ひいては光信号の品質が低下する。例えば、電気／光応答特性を示すｆ３ｄＢ帯域の値が劣化する。
【0005】
本開示は、特性インピーダンスの不整合による影響の抑制を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
半導体発光装置は、導電パターンを上面に備えるサブマウントと、上電極を上表面に備え、下電極を底面に備え、前記下電極が前記導電パターンに対向して接合されている光変調器と、前記光変調器に並列に接続されている終端抵抗器と、第１端部から第２端部に延びるシングルエンド伝送線路を上表面に備え、グラウンドプレーンを裏面に備え、前記グラウンドプレーンが前記導電パターンに対向して接合されているマイクロストリップ基板と、前記光変調器の前記上電極と前記シングルエンド伝送線路の前記第２端部に、両端部がそれぞれボンディングされたワイヤと、を有し、前記シングルエンド伝送線路は、第１セクションと、前記第１セクションから延びて前記第２端部を含む第２セクションと、を含み、前記第２セクションは、特性インピーダンスにおいて、前記第１セクションよりも低く、前記ワイヤ、前記光変調器および前記終端抵抗器を含む負荷回路が、前記第２端部および前記導電パターンの間に電気的に接続され、前記負荷回路は、前記特性インピーダンスにおいて、前記第２セクション以下である。
【0007】
シングルエンド伝送線路は、特性インピーダンスが異なる第１セクションおよび第２セクションを含むので、光変調器との特性インピーダンス不整合による影響を抑制することができる。
【0008】
光サブアセンブリは、上記半導体発光装置と、電気コネクタと、を有し、前記電気コネクタは、前記シングルエンド伝送線路の前記第１端部に電気的に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施形態に係る光サブアセンブリの内部構成図である。
【図2】サブマウントおよびその上に搭載される部品の平面図である。
【図4】高周波電気信号に対する光信号の応答特性（光／電気応答特性）の図である。
【図5】第２の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。
【図6】第３の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。
【図7】第４の実施形態に係る光サブアセンブリの内部構成図である。
【図8】第５の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。
【図9】第６の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。
【図10】第７の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。
【図11】第８の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。
【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の実施形態に係る光サブアセンブリの内部構成図である。光サブアセンブリ１００は、半導体発光装置１０２を内部に有し、箱型のパッケージ１０４により封止されている。光信号は、レンズ１０６、光コネクタ１０８を介して、光サブアセンブリ１００の外部へと出力される。
図１は、第１の実施形態に係る光サブアセンブリの内部構成図である。光サブアセンブリ１００は、半導体発光装置１０２を内部に有し、箱型のパッケージ１０４により封止されている。光信号は、レンズ１０６、光コネクタ１０８を介して、光サブアセンブリ１００の外部へと出力される。
【0012】
光サブアセンブリ１００は、パッケージ１０４の、光コネクタ１０８とは反対側に電気コネクタ１１０を有する。電気コネクタ１１０は、光サブアセンブリ１００の内外を電気的につなげるようになっており、光サブアセンブリ１００の外側（パッケージ１０４の外側）には、図示しないフレキシブル基板が接続され、電源を供給するようになっている。
【0013】
光サブアセンブリ１００は、パッケージ１０４の側面に高周波コネクタ１１２を有する。高周波コネクタ１１２は、光サブアセンブリ１００の内外を電気的につなげており、例えばＧＰＰＯコネクタである。高周波コネクタ１１２には、５６Ｇｂｐｓの高周波電気信号が入力されようになっている。
【0014】
［サブマウント］
半導体発光装置１０２は、サブマウント１０を有する。サブマウント１０は、セラミック基板の表面がメタライズされた構造になっている。サブマウント１０は、導電パターン１２を上面に備える。導電パターン１２は、基準電位（接地電位）となっている。
半導体発光装置１０２は、サブマウント１０を有する。サブマウント１０は、セラミック基板の表面がメタライズされた構造になっている。サブマウント１０は、導電パターン１２を上面に備える。導電パターン１２は、基準電位（接地電位）となっている。
【0015】
図２は、サブマウント１０およびその上に搭載される部品の平面図である。図３は、図２に示す構造のIII－III断面図である。サブマウント１０は、裏面の全面もメタライズがされている。図示しないビアにて、導電パターン１２と裏面の金属膜１４は導通している。サブマウント１０は、側面もメタライズがされており、導電パターン１２と裏面の金属膜１４を接続している。ここでは、図２の下側の側面がメタライズされている。なお、側面メタライズはなくても構わない。
【0016】
［マイクロストリップ基板］
半導体発光装置１０２は、マイクロストリップ基板１６を有する。マイクロストリップ基板１６は、セラミック基板の両面に電気配線が設けられた構造になっている。
半導体発光装置１０２は、マイクロストリップ基板１６を有する。マイクロストリップ基板１６は、セラミック基板の両面に電気配線が設けられた構造になっている。
【0017】
マイクロストリップ基板１６は、グラウンドプレーン１８を裏面に備える。グラウンドプレーン１８は、サブマウント１０の導電パターン１２に対向して接合され、これにより基準電位となっている。接合には、はんだもしくは導電性の接着剤（図示せず）が使用される。
【0018】
マイクロストリップ基板１６は、シングルエンド伝送線路２０を上表面に備える。シングルエンド伝送線路２０は、第１端部２３から第２端部２４に延びる。第１端部２３および第２端部２４は、シングルエンド伝送線路２０の長さ方向に沿って、マイクロストリップ基板１６の両端にある。なお、シングルエンド伝送線路２０が完全にセラミック基板の両端まで達していなくても構わない。
【0019】
シングルエンド伝送線路２０は、外部接続セクション２２、第１セクション２８、そして第２セクション３０を含む。マイクロストリップ基板１６は、シングルエンド伝送線路２０の外部接続セクション２２を挟む一対のグラウンド導体２６を上表面に備える。一対のグラウンド導体２６は、図示しないビアによってグラウンドプレーン１８にされる。シングルエンド伝送線路２０の一部、一対のグラウンド導体２６、そしてグラウンドプレーン１８によりグランデットコプレーナ線路が構成される。なお、一対のグラウンド導体２６を備えないマイクロストリップ線路であってもよい。第１端部２３は外部接続セクション２２の領域内にある。ここで上述したグランデットコプレーナ線路は、外部電気信号の駆動系と同じ特性インピーダンスである５０Ωとなるように線路幅等が設定されている。ここでは、外部接続セクション２２の領域におけるシングルエンド伝送線路２０の線路幅は、後述する第１セクション２８の領域におけるシングルエンド伝送線路２０の線路幅と同一としているが、これに限らず適宜幅を変えても良い。ただし、外部接続セクション２２と第１セクション２８との接続箇所においてはシングルエンド伝送線路２０の線路幅は一致させることが好ましい。外部接続セクション２２におけるシングルエンド伝送線路２０の第１端部２３および一対のグラウンド導体２６は、高周波コネクタ１１２（図１）と電気的に接続され、接続にはワイヤＷ１が使用される。具体的には、ワイヤＷ１はＧＳＧ線路となっており、シグナル配線がシングルエンド伝送線路２０の第１端部２３に接続され、一対のグラウンド配線が一対のグラウンド導体２６にそれぞれ接続される。
【0020】
シングルエンド伝送線路２０は、第１セクション２８を含む。第１セクション２８は、均一幅であって直線状に延びている。言い換えると、第１セクション２８はワイヤＷ１が接続されておらず、かつ均一幅で直線状に伸びている領域を示す。グラウンドプレーン１８が第１セクション２８の下方にあるので、マイクロストリップ線路が構成される。第１セクション２８は、特性インピーダンスにおいて、上述したグランデットコプレーナ線路を構成する外部接続セクション２２と同じ５０Ωに設定されている。第１セクション２８は、第１端部２３を含まない。なお、外部接続セクション２２を無くして、高周波コネクタ１１２と第１セクション２８が接続されてもよい。この場合、ワイヤＷ１が接続される領域が外部接続セクション２２となり、それ以降のシングルエンド伝送線路２０が均一幅で直線状に伸びている領域が第１セクション２８となる。
【0021】
シングルエンド伝送線路２０は、第２セクション３０を含む。第２セクション３０は、第１セクション２８から延びる。グラウンドプレーン１８が第２セクション３０の下方にあるので、マイクロストリップ線路が構成される。第２セクション３０は、厚みにおいて、第１セクション２８と同じになっている。第２セクション３０は、幅において、第１セクション２８よりも広い幅広部３２を含む。そのため、第２セクション３０は、特性インピーダンスにおいて、第１セクション２８よりも低い。第２セクション３０の特性インピーダンスは４５Ωとなっている。幅広部３２が第２端部２４を含み、第２セクション３０が第２端部２４を含む。第２端部２４は、シングルエンド伝送線路２０の他方の端部であって、第２セクション３０のうち、後述するワイヤ５６がボンディングされる領域を示す。
【0022】
［半導体光素子］
半導体発光装置１０２は、半導体光素子３４（例えばＥＡ／ＤＦＢレーザ）を有する。光変調器３６（例えば電界吸収変調器（ＥＡ変調器）またはマッハツェンダ変調器（ＭＺ変調器））および半導体レーザ３８（例えば分布帰還型（Distributed Feedback:ＤＦＢ）レーザ）が、いずれも半導体光素子３４にモノリシックに集積されている。
半導体発光装置１０２は、半導体光素子３４（例えばＥＡ／ＤＦＢレーザ）を有する。光変調器３６（例えば電界吸収変調器（ＥＡ変調器）またはマッハツェンダ変調器（ＭＺ変調器））および半導体レーザ３８（例えば分布帰還型（Distributed Feedback:ＤＦＢ）レーザ）が、いずれも半導体光素子３４にモノリシックに集積されている。
【0023】
半導体レーザ３８は、直流電流が注入されて連続光を発振するようになっている。光変調器３６は、入力された高周波電気信号に応じて、半導体レーザ３８の光を吸収することで、高周波光信号を生成するようになっている。
【0024】
光変調器３６は、上電極４０を上表面に備える。光変調器３６の上表面は、マイクロストリップ基板１６の上表面と同等の高さにある。光変調器３６は、下電極４２を底面に備える。下電極４２が導電パターン１２に対向して接合されている。接合には、はんだ（図示せず）が使用される。なお、光変調器３６の下電極４２は、半導体レーザ３８の下電極（図示せず）と一体化している。
【0025】
［コンデンサ］
サブマウント１０の上には、コンデンサ４４が搭載されている。コンデンサ４４の下電極４６は、導電パターン１２に対向して接合されている。接合には、はんだもしくは導電性の接着剤（図示せず）が使用される。コンデンサ４４の上電極４８は、ワイヤＷ２を介して、半導体レーザ３８の上電極５０に接続されている。コンデンサ４４は、半導体レーザ３８に並列に接続されるので、半導体レーザ３８への高周波成分の流入を抑えることができる。コンデンサ４４の上電極４８は、図１に示すように、ワイヤＷ３によって、電気コネクタ１１０に接続されている。
サブマウント１０の上には、コンデンサ４４が搭載されている。コンデンサ４４の下電極４６は、導電パターン１２に対向して接合されている。接合には、はんだもしくは導電性の接着剤（図示せず）が使用される。コンデンサ４４の上電極４８は、ワイヤＷ２を介して、半導体レーザ３８の上電極５０に接続されている。コンデンサ４４は、半導体レーザ３８に並列に接続されるので、半導体レーザ３８への高周波成分の流入を抑えることができる。コンデンサ４４の上電極４８は、図１に示すように、ワイヤＷ３によって、電気コネクタ１１０に接続されている。
【0026】
［終端抵抗器］
半導体発光装置１０２は、終端抵抗器５２を有する。終端抵抗器５２は、メタライズおよびパターニングによって形成されており、５０Ωに設定されている。サブマウント１０の上面には、導電パターン１２に導通しないパッド５４があり、導電パターン１２およびパッド５４の間に終端抵抗器５２が接続されている。パッド５４と光変調器３６は、ワイヤＷ４によって接続されている。これにより、終端抵抗器５２は、光変調器３６に並列に接続される。なお、５０Ωに限定されず必要に応じて抵抗値は他の値に設定しても良い。
半導体発光装置１０２は、終端抵抗器５２を有する。終端抵抗器５２は、メタライズおよびパターニングによって形成されており、５０Ωに設定されている。サブマウント１０の上面には、導電パターン１２に導通しないパッド５４があり、導電パターン１２およびパッド５４の間に終端抵抗器５２が接続されている。パッド５４と光変調器３６は、ワイヤＷ４によって接続されている。これにより、終端抵抗器５２は、光変調器３６に並列に接続される。なお、５０Ωに限定されず必要に応じて抵抗値は他の値に設定しても良い。
【0027】
［ワイヤ］
半導体発光装置１０２は、ワイヤ５６を有する。ワイヤ５６の両端部は、それぞれ、光変調器３６の上電極４０とシングルエンド伝送線路２０の第２端部２４にボンディングされている。なお、図２及び図３の例では、ワイヤ５６およびワイヤＷ４が連続した１本のワイヤになっている。
半導体発光装置１０２は、ワイヤ５６を有する。ワイヤ５６の両端部は、それぞれ、光変調器３６の上電極４０とシングルエンド伝送線路２０の第２端部２４にボンディングされている。なお、図２及び図３の例では、ワイヤ５６およびワイヤＷ４が連続した１本のワイヤになっている。
【0028】
マイクロストリップ基板１６は、半導体光素子３４と略同じ高さとなっているため、シングルエンド伝送線路２０と光変調器３６との間のワイヤ５６は短くなる。そのため、ワイヤ５６に起因するインダクタンス成分の低減が可能となる。ここでワイヤ５６の長さは１５０μｍ以下が好ましい。１５０μｍ以下を実現するためには、マイクロストリップ基板１６と半導体光素子３４の高さの差は、±１０％以内が好ましい。高さの差が大きい場合は、ワイヤ５６は１５０μｍより長くなり、ワイヤ５６のインダクタンスは高周波特性を劣化される。
【0029】
［負荷回路］
図２に示すように、ワイヤ５６、光変調器３６および終端抵抗器５２を含む負荷回路５８が、第２端部２４および導電パターン１２の間に電気的に接続される。負荷回路５８はパッド５４も含む。負荷回路５８は、特性インピーダンスにおいて、第２セクション３０以下である。負荷回路５８の特性インピーダンスは、５０Ωより小さい４０Ωとなっている。特性インピーダンスは、周波数に応じて変化するが、ここでは駆動周波数全域の平均値として定義する。なお、本定義は、シングルエンド伝送線路２０においても同様である。
図２に示すように、ワイヤ５６、光変調器３６および終端抵抗器５２を含む負荷回路５８が、第２端部２４および導電パターン１２の間に電気的に接続される。負荷回路５８はパッド５４も含む。負荷回路５８は、特性インピーダンスにおいて、第２セクション３０以下である。負荷回路５８の特性インピーダンスは、５０Ωより小さい４０Ωとなっている。特性インピーダンスは、周波数に応じて変化するが、ここでは駆動周波数全域の平均値として定義する。なお、本定義は、シングルエンド伝送線路２０においても同様である。
【0030】
特性インピーダンスが異なると、高周波電気信号の反射が生じ、高周波特性が劣化する。しかし、本実施形態では、シングルエンド伝送線路２０の特性インピーダンスは、５０Ωから４５Ωに変化し、４０Ωの負荷回路５８へとつながる。このように特性インピーダンスが段階的に小さくなることで、電気信号の反射を小さくすることが可能となり、第１端部２３（外部接続セクション２２）に入力された高周波電気信号を、効率良く負荷回路５８、ひいては光変調器３６に伝達させることが可能となる。その結果、高周波特性の向上を図ることが可能となる。
【0031】
［特性］
図４は、高周波電気信号に対する光信号の応答特性（光／電気応答特性）の図である。高周波電気信号は第１端部２３に入力される。横軸は周波数を示し、縦軸は応答性（Ｓ２１）を示している。実線は、本実施形態の応答特性を示す。点線は、比較例の応答特性を示す。比較例では、シングルエンド伝送線路２０の全体が均一幅になっており、特性インピーダンスが均一である。光変調器３６の周波数特性の指標の一つとして、－３ｄＢとなる周波数（ｆ３ｄＢ帯域）を使用する。実施形態は、比較例に対して、概算で５ＧＨｚ程度の特性改善が見られた。
図４は、高周波電気信号に対する光信号の応答特性（光／電気応答特性）の図である。高周波電気信号は第１端部２３に入力される。横軸は周波数を示し、縦軸は応答性（Ｓ２１）を示している。実線は、本実施形態の応答特性を示す。点線は、比較例の応答特性を示す。比較例では、シングルエンド伝送線路２０の全体が均一幅になっており、特性インピーダンスが均一である。光変調器３６の周波数特性の指標の一つとして、－３ｄＢとなる周波数（ｆ３ｄＢ帯域）を使用する。実施形態は、比較例に対して、概算で５ＧＨｚ程度の特性改善が見られた。
【0032】
本実施形態では、第１セクション２８、第２セクション３０および負荷回路５８の特性インピーダンスは、それぞれ、５０Ω、４５Ωおよび４０Ωである。変形例として、第２セクション３０および負荷回路５８の特性インピーダンスを同じ（４０Ω）にしてもよい。その場合、第１セクション２８と第２セクション３０との特性インピーダンス差が大きくなるにもかかわらず、高周波特性の向上が得られることが実測にて確認された。
【0033】
その理由は、シングルエンド伝送線路２０では電界分布がある程度まとまっているために、電界分布の変化が小さく、反射も小さいからと推測される。これに対して、負荷回路５８は、インダクタンス成分および容量成分のみならず半導体領域を有しているために非常に複雑な構成をしており、両者の接続部での特性インピーダンスの差は、大きな反射を発生させる。また、ワイヤ５６が短いことも重要である。例えば、マイクロストリップ基板１６が配置されていなく、シングルエンド伝送線路がサブマウントにパターンとして形成されている場合を想定する。この場合、シングルエンド伝送線路の特性インピーダンスが小さい領域とワイヤ５６との間で大きな反射が生じる。ワイヤ５６を１５０μｍ以下とすることで、ワイヤ５６のインダクタンスは特性インピーダンスへの影響を小さくすることができ、第２セクション３０を配置することの効果が得られる。
【0034】
［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。第１の実施形態と同様にシングルエンド伝送線路２２０は、外部接続セクション２２２、第１セクション２２８、そして第２セクション２３０を含む。第２セクション２３０は、屈曲部２６０を含む。屈曲部２６０は、複数方向に凸の曲線（例えばＳ字曲線Ｓ）に沿って延びている。屈曲部２６０があることで電磁界が拡がり、第２セクション２３０のインピーダンスを下げることができる。なお、第２セクション２３０は、幅において、第１セクション２２８と同じである。
図５は、第２の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。第１の実施形態と同様にシングルエンド伝送線路２２０は、外部接続セクション２２２、第１セクション２２８、そして第２セクション２３０を含む。第２セクション２３０は、屈曲部２６０を含む。屈曲部２６０は、複数方向に凸の曲線（例えばＳ字曲線Ｓ）に沿って延びている。屈曲部２６０があることで電磁界が拡がり、第２セクション２３０のインピーダンスを下げることができる。なお、第２セクション２３０は、幅において、第１セクション２２８と同じである。
【0035】
第１端部２２３および第２端部２２４は、シングルエンド伝送線路２２０の長さ方向（図５の左右方向）に沿って、マイクロストリップ基板２１６の両端にある。第１端部２２３および第２端部２２４は、長さ方向に直交する幅方向（図５の上下方向）に相互にずれた位置にある。図１の例では高周波コネクタ１１２の正面に光変調器が配置されているが、本実施形態は、両者がずれて配置されるときに有効である。これにより、光サブアセンブリ内の部品配置の自由度を高めることが可能となる。その他の内容には、第１の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0036】
なお、第２セクション２３０は、曲率が変化するように屈曲していてもよいし、直線に延びる部分を含んでもよい。これにより、第２セクション２３０の特性インピーダンスは位置によって異なるが、本開示では、第２セクション２３０の特性インピーダンスとは、第２セクション２３０全体の平均的な特性インピーダンスをいう。一方、第１セクション２２８は、幅が一定で、特性インピーダンスも一定になっている。本定義は、以降の実施形態においても同様である。
【0037】
［第３の実施形態］
図６は、第３の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。第１の実施形態と同様にシングルエンド伝送線路３２０は、外部接続セクション３２２、第１セクション３２８、そして第２セクション３３０を含む。第２セクション３３０は、幅において、第１セクション３２８よりも広い幅広部３３２を含む。幅広部３３２は、第１セクション３２８から離れる方向に、幅が徐々に広くなる形状である。幅広部３３２は、第２端部３２４を含む。第２セクション３３０で、第２端部３２４が最も広くなっている。その他の内容には、第２の実施形態で説明した内容を適用可能である。
図６は、第３の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。第１の実施形態と同様にシングルエンド伝送線路３２０は、外部接続セクション３２２、第１セクション３２８、そして第２セクション３３０を含む。第２セクション３３０は、幅において、第１セクション３２８よりも広い幅広部３３２を含む。幅広部３３２は、第１セクション３２８から離れる方向に、幅が徐々に広くなる形状である。幅広部３３２は、第２端部３２４を含む。第２セクション３３０で、第２端部３２４が最も広くなっている。その他の内容には、第２の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0038】
屈曲部３６０および幅広部３３２を組み合わせることで、小さい領域で低インピーダンス化を実現することができる。これにより、マイクロストリップ基板３１６の小型化を図ることが可能となる。そのため、光サブアセンブリ自体の小型化を図ることが可能となる。
【0039】
［第４の実施形態］
図７は、第４の実施形態に係る光サブアセンブリの内部構成図である。本実施形態では、高周波電気信号が入力される方向は、光信号が出力される方向と平行である。高周波電気信号および直流電流の入出力は、いずれも電気コネクタ４１０で行われるようになっている。電気コネクタ４１０は、マイクロストリップ基板４１６に、その長さ方向（図７の上下方向）に隣り合う。マイクロストリップ基板４１６はシングルエンド伝送線路４２０を備えている。シングルエンド伝送線路４２０は、外部接続セクション４２２、第１セクション４２８、そして第２セクション４３０を含む。
図７は、第４の実施形態に係る光サブアセンブリの内部構成図である。本実施形態では、高周波電気信号が入力される方向は、光信号が出力される方向と平行である。高周波電気信号および直流電流の入出力は、いずれも電気コネクタ４１０で行われるようになっている。電気コネクタ４１０は、マイクロストリップ基板４１６に、その長さ方向（図７の上下方向）に隣り合う。マイクロストリップ基板４１６はシングルエンド伝送線路４２０を備えている。シングルエンド伝送線路４２０は、外部接続セクション４２２、第１セクション４２８、そして第２セクション４３０を含む。
【0040】
これに対して、光変調器４３６は、マイクロストリップ基板４１６に、幅方向（図７の左右方向）に隣り合う。そのため、シングルエンド伝送線路４２０は、略９０度曲る形状となっている。詳しくは、第２セクション４３０は、均一幅で９０度曲がった形状をしている。第２セクション４３０の特性インピーダンスは、４３Ωとなっている。屈曲部４６０を有することで低インピーダンスを実現している。
【0041】
第１端部４２３は、第１セクション４２８の長さ方向に沿って、マイクロストリップ基板４１６の両端の一方にある。第２端部４２４は、長さ方向に直交する幅方向に沿って、マイクロストリップ基板４１６の両側の一方にある。第２セクション４３０は、屈曲部４６０を含む。屈曲部４６０は、一方向に凸の曲線に沿って延びている。その他の内容には、第１および第２の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0042】
［第５の実施形態］
図８は、第５の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。第２セクション５３０は、幅において、第１セクション５２８よりも広い幅広部５３２を含む。幅広部５３２は、幅が徐々に広くなる形状である。幅広部５３２は、第２端部５２４を含む。その他の内容には、第４の実施形態で説明した内容を適用可能である。
図８は、第５の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。第２セクション５３０は、幅において、第１セクション５２８よりも広い幅広部５３２を含む。幅広部５３２は、幅が徐々に広くなる形状である。幅広部５３２は、第２端部５２４を含む。その他の内容には、第４の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0043】
屈曲部５６０および幅広部５３２を組み合わせることで、小さい領域で低インピーダンス化を実現することができる。これにより、マイクロストリップ基板５１６の小型化を図ることが可能となる。そのため、光サブアセンブリ自体の小型化を図ることが可能となる。
【0044】
［第６の実施形態］
図９は、第６の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。シングルエンド伝送線路６２０は、外部接続セクション６２２、第１セクション６２８、そして第２セクション６３０を含む。第１端部６２３は、第１セクション６２８の長さ方向（図９の上下方向）に沿って、マイクロストリップ基板６１６の両端の一方にある。第２端部６２４は、長さ方向に直交する幅方向（図９の左右方向）に沿って、マイクロストリップ基板６１６の両側の一方にある。つまり、シングルエンド伝送線路６２０は、直角に曲がっている。これにより、電磁界が拡がり、第２セクション６３０のインピーダンスを下げることができる。
図９は、第６の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。シングルエンド伝送線路６２０は、外部接続セクション６２２、第１セクション６２８、そして第２セクション６３０を含む。第１端部６２３は、第１セクション６２８の長さ方向（図９の上下方向）に沿って、マイクロストリップ基板６１６の両端の一方にある。第２端部６２４は、長さ方向に直交する幅方向（図９の左右方向）に沿って、マイクロストリップ基板６１６の両側の一方にある。つまり、シングルエンド伝送線路６２０は、直角に曲がっている。これにより、電磁界が拡がり、第２セクション６３０のインピーダンスを下げることができる。
【0045】
第１セクション６２８は、第２セクション６３０に接続される第１接続部６６２を含む。第１セクション６２８は、第１接続部６６２から、第１方向Ｄ１に沿って延びる。
【0046】
第２セクション６３０は、第１セクション６２８に接続される第２接続部６６４を含む。第２セクション６３０は、第２接続部６６４から、第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２に沿って延びる。第１セクション６２８および第２セクション６３０は、延びる方向が異なる。
【0047】
第１接続部６６２および第２接続部６６４は、第１方向Ｄ１に隣接するが、第２方向Ｄ２には隣接しない。第２接続部６６４の一部は、第１接続部６６２よりも細くなっている。その他の内容には、第５の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0048】
［第７の実施形態］
図１０は、第７の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。第２セクション７３０は、幅において、第１セクション７２８よりも広い幅広部７３２を含む。幅広部７３２は、第２端部７２４を含む。その他の内容には、第６の実施形態で説明した内容を適用可能である。
図１０は、第７の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。第２セクション７３０は、幅において、第１セクション７２８よりも広い幅広部７３２を含む。幅広部７３２は、第２端部７２４を含む。その他の内容には、第６の実施形態で説明した内容を適用可能である。
【0049】
［第８の実施形態］
図１１は、第８の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。第２接続部８６４の一部は、図９に示す第２接続部６６４の一部よりもさらに細くなっている。これにより、第２セクション８３０の特性インピーダンスを調整することができる。その他の内容には、第６の実施形態で説明した内容を適用可能である。
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。
図１１は、第８の実施形態に係るマイクロストリップ基板の平面図である。第２接続部８６４の一部は、図９に示す第２接続部６６４の一部よりもさらに細くなっている。これにより、第２セクション８３０の特性インピーダンスを調整することができる。その他の内容には、第６の実施形態で説明した内容を適用可能である。
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 サブマウント、１２ 導電パターン、１４ 金属膜、１６ マイクロストリップ基板、１８ グラウンドプレーン、２０ シングルエンド伝送線路、２２ 外部接続セクション、２３ 第１端部、２４ 第２端部、２６ グラウンド導体、２８ 第１セクション、３０ 第２セクション、３２ 幅広部、３４ 半導体光素子、３６ 光変調器、３８ 半導体レーザ、４０ 上電極、４２ 下電極、４４ コンデンサ、４６ 下電極、４８ 上電極、５０ 上電極、５２ 終端抵抗器、５４ パッド、５６ ワイヤ、５８ 負荷回路、１００ 光サブアセンブリ、１０２ 半導体発光装置、１０４ パッケージ、１０６ レンズ、１０８ 光コネクタ、１１０ 電気コネクタ、１１２ 高周波コネクタ、２１６ マイクロストリップ基板、２２０ シングルエンド伝送線路、２２２ 外部接続セクション、２２３ 第１端部、２２４ 第２端部、２２８ 第１セクション、２３０ 第２セクション、２６０ 屈曲部、３１６ マイクロストリップ基板、３２０ シングルエンド伝送線路、３２２ 外部接続セクション、３２４ 第２端部、３２８ 第１セクション、３３０ 第２セクション、３３２ 幅広部、３６０ 屈曲部、４１０ 電気コネクタ、４１６ マイクロストリップ基板、４２０ シングルエンド伝送線路、４２３ 第１端部、４２４ 第２端部、４２８ 第１セクション、４３０ 第２セクション、４２２ 外部接続セクション、４３６ 光変調器、４６０ 屈曲部、５１６ マイクロストリップ基板、５２４ 第２端部、５２８ 第１セクション、５３０ 第２セクション、５３２ 幅広部、５６０ 屈曲部、６１６ マイクロストリップ基板、６２０ シングルエンド伝送線路、６２２ 外部接続セクション、６２３ 第１端部、６２４ 第２端部、６２８ 第１セクション、６３０ 第２セクション、６６２ 第１接続部、６６４ 第２接続部、７２４ 第２端部、７２８ 第１セクション、７３０ 第２セクション、７３２ 幅広部、８３０ 第２セクション、８６２ 第１接続部、８６４ 第２接続部、Ｄ１ 第１方向、Ｄ２ 第２方向、Ｗ１ ワイヤ、Ｗ２ ワイヤ、Ｗ３ ワイヤ、Ｗ４ ワイヤ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】