特開 2024-160627 光変調器集積型半導体レーザおよび半導体発光装置

(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】P2024160627

(43)【公開日】2024-11-14

(54)【発明の名称】光変調器集積型半導体レーザおよび半導体発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/02345 20210101AFI20241107BHJP

   H01S 5/026 20060101ALI20241107BHJP

   H01S 5/042 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

H01S5/02345

H01S5/026 616

H01S5/042 612

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023075845

(22)【出願日】2023-05-01

(71)【出願人】

【識別番号】000154325

【氏名又は名称】住友電工デバイス・イノベーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136722

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】河村 浩充

【テーマコード（参考）】

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F173MA02

5F173MC20

5F173MD53

5F173MD59

5F173MD62

(57)【要約】

【課題】インピーダンス不整合による変調信号の損失が低減される、光変調器集積型半導体レーザおよび半導体発光装置を提供する。
【解決手段】光変調器集積型半導体レーザは、レーザ光を出力するレーザ部と、レーザ光を変調する光変調部と、光変調部へ変調信号を入力するための第１ワイヤに接続するための信号用パッドと、グランド電位を有する第２ワイヤに接続するための第１パッドとを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を出力するレーザ部と、
前記レーザ光を変調する光変調部と、
前記光変調部へ変調信号を入力するための第１ワイヤに接続するための信号用パッドと、
グランド電位を有する第２ワイヤに接続するための第１パッドと、
を備える、光変調器集積型半導体レーザ。

【請求項2】

前記グランド電位を含む第３ワイヤに接続するための第２パッドをさらに有する、請求項１に記載の光変調器集積型半導体レーザ。

【請求項3】

前記第１パッドおよび前記信号用パッドは、前記光変調部に設けられる、請求項１に記載の光変調器集積型半導体レーザ。

【請求項4】

請求項１または２に記載された光変調器集積型半導体レーザと、
前記光変調部に接続され、変調信号を伝送する伝送線路と、
を備え、
前記伝送線路は、
前記変調信号を伝送する信号線と、
グランド電位を含むグランド電位線と、
を有し、
前記信号用パッドと前記信号線とが前記第１ワイヤにより接続され、
前記信号用パッドの一方側に設けられた前記第１パッドと前記グランド電位線とが前記第２ワイヤにより接続される、半導体発光装置。

【請求項5】

第２パッドは前記信号用パッドの他方側に設けられる、請求項４に記載の半導体発光装置。

【請求項6】

前記光変調部を挟んで前記伝送線路とは反対側に設けられ、前記変調信号の反射を低減する終端部と、
第４ワイヤと、
第５ワイヤと、
をさらに備え、
前記終端部は、
第１配線パターンと、
前記第１配線パターンに一端が接続される抵抗と、
前記抵抗の他端に接続される第２配線パターンと、
を有し、
前記第１配線パターンと前記信号用パッドとが前記第４ワイヤにより接続され、
前記第２配線パターンと前記第１パッドとが前記第５ワイヤにより接続される、請求項４に記載の半導体発光装置。

【請求項7】

第６ワイヤをさらに備え、
前記信号用パッドの他方側に設けられた第２パッドをさらに有し、
前記第２配線パターンと前記第２パッドとが前記第６ワイヤにより接続される、請求項６に記載の半導体発光装置。

【請求項8】

前記第２配線パターンは、前記抵抗と、前記第５ワイヤおよび前記第６ワイヤと、にのみ接続される、請求項７に記載の半導体発光装置。

【請求項9】

前記第２配線パターンは、前記抵抗と、前記第５ワイヤと、にのみ接続される、請求項６に記載の半導体発光装置。

【請求項10】

前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤは、互いに平行に設けられる、請求項４に記載の半導体発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光変調器集積型半導体レーザおよび半導体発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、高周波回路および高周波回路を実装したモジュールと、通信機とに関する技術が公開されている。高周波回路は、高周波信号を伝送する信号線と容量を有する素子とを第一ボンディングワイヤで接続し、容量を有する素子とインピーダンス整合用の終端抵抗とを第二ボンディングワイヤで接続して構成される。高周波回路において、第一ボンディングワイヤ、第二ボンディングワイヤ、および容量を有する素子により形成される伝送線路の特性インピーダンスの大きさは、高周波信号の入力側の特性インピーダンスの大きさより大きい。また、高周波回路において、第一ボンディングワイヤのインダクタンスの大きさは、第二ボンディングワイヤのインダクタンスの大きさよりも小さい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－３０８１３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光通信の高速化および大容量化に伴い、半導体発光装置の半導体発光素子の広帯域化が望まれる。しかし、素子の広帯域化により、入力インピーダンスの不整合が生じやすくなる。入力インピーダンスの不整合により、例えば半導体発光装置内部の伝送路の接続部において、入力された変調信号の損失が大きくなる。これにより、例えば変調信号が光変調素子に十分に伝達されないおそれが生じる。

【0005】

本開示は、インピーダンス不整合による変調信号の損失が低減される、光変調器集積型半導体レーザおよび半導体発光装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施形態による光変調器集積型半導体レーザは、活性領域を有し、レーザ光を出力するレーザ部と、変調領域を有し、レーザ光を変調する光変調部と、グランド電位を含むワイヤに接続するための第１パッドとを備える。光変調部は、変調領域において、入力された変調信号に基づきレーザ光を通過または遮断させる変調電極と、変調電極に接続され、変調信号を入力する別のワイヤに接続するための信号用パッドとを有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、インピーダンス不整合による変調信号の損失が低減される、光変調器集積型半導体レーザおよび半導体発光装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本開示の第１実施形態に係る送信用小型光デバイスを示す平面図である。

【図2】図２は、本開示の第１実施形態に係る送信用小型光回路を示す回路図である。

【図3】図３は、本開示の第１実施形態に係る半導体発光装置を示す斜視図である。

【図4】図４は、本開示の第１実施形態に係る半導体発光装置を示す平面図である。

【図5】図５は、図４に示されるＶ－Ｖ線に沿った断面図である。

【図6】図６は、第１変形例に係る半導体発光装置を示す斜視図である。

【図7】図７は、第１変形例に係る半導体発光装置を示す平面図である。

【図8】図８は、第２変形例に係る半導体発光装置を示す斜視図である。

【図9】図９は、第２変形例に係る半導体発光装置を示す平面図である。

【図10】図１０は、第３変形例に係る半導体発光装置を示す斜視図である。

【図11】図１１は、第３変形例に係る半導体発光装置を示す平面図である。

【図12】図１２は、第４変形例に係る半導体発光装置を示す斜視図である。

【図13】図１３は、第４変形例に係る半導体発光装置を示す平面図である。

【図14】図１４は、比較例である半導体発光装置を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。［１］本開示の一実施形態による光変調器集積型半導体レーザは、レーザ光を出力するレーザ部と、レーザ光を変調する光変調部と、光変調部へ変調信号を入力するための第１ワイヤに接続するための信号用パッドと、グランド電位を有する第２ワイヤに接続するための第１パッドとを備える。

【0010】

上記［１］の光変調器集積型半導体レーザは、信号用パッドおよび第１パッドを備える。これにより、信号用パッドおよび第１パッドのそれぞれにワイヤを接続することができる。第１パッドに接続される第２ワイヤはグランド電位を含む。このため、信号用パッドに接続される第１ワイヤを通過する変調信号は、グランド電位と並びながら進行する。これにより、入力インピーダンスの不整合が低減される。したがって、インピーダンス不整合による変調信号の損失が低減される。

【0011】

［２］上記［１］の光変調器集積型半導体レーザは、グランド電位を含む第３ワイヤに接続するための第２パッドをさらに有してもよい。第２パッドに接続される第３ワイヤは、グランド電位を含む。このため、第１パッドと第２パッドとの間に配置される信号用パッドに接続される第１ワイヤを通過する変調信号は、グランド電位に挟まれる形態となる。これにより、入力インピーダンスの不整合がさらに低減される。したがって、インピーダンスの不整合による変調信号の損失がさらに低減される。

【0012】

［３］上記［１］の光変調器集積型半導体レーザにおいて、第１パッドおよび信号用パッドは、光変調部に設けられてもよい。これにより、第１パッドは、信号用パッドにより近い位置に配置される。したがって、変調信号が通過する第１ワイヤとグランド電位を含む第２ワイヤとの距離がより近くなり、入力インピーダンスの整合がさらに容易となる。

【0013】

［４］本開示の一実施形態による半導体発光装置は、上記［１］から［３］のうちいずれかの光変調器集積型半導体レーザと、光変調部に接続され、変調信号を伝送する伝送線路とを備える。伝送線路は、変調信号を伝送する信号線と、グランド電位を含むグランド電位線とを有する。信号用パッドと信号線とが第１ワイヤにより接続され、信号用パッドの一方側に設けられた第１パッドとグランド電位線とが第２ワイヤにより接続される。

【0014】

上記［４］の半導体発光装置において、第１パッドは、第２ワイヤによってグランド電位線に接続される。これにより、グランド電位を含む第２ワイヤを光変調器集積型半導体レーザ上に設けることができる。信号線は、第１ワイヤに接続される。グランド電位線は、第２ワイヤに接続される。通常、伝送線路の信号線とグランド電位線とは並んで配置されるので、第１ワイヤと、第２ワイヤとは、互いに並んで配置されることとなる。このため、変調信号は、信号線を離れた後もグランド電位と並びながら進行する。これにより、信号線と第１ワイヤとのインピーダンスの不整合が低減される。したがって、変調信号のインピーダンス不整合による変調信号の損失が低減される。

【0015】

［５］上記［４］の半導体発光装置の第２パッドは、信号用パッドの他方側に設けられてもよい。例えば、第２パッドとグランド電位線とが第３ワイヤにより接続されると、第３ワイヤがグランド電位を含む。このため、第２ワイヤおよび第３ワイヤと並んで配置される第１ワイヤは、グランド電位に挟まれる形態となる。故に、第１ワイヤを通過する変調信号は、グランド電位に挟まれながら進行する。これにより、信号線と第１ワイヤとのインピーダンスの不整合がさらに低減される。したがって、変調信号のインピーダンス不整合による損失がさらに低減される。

【0016】

［６］上記［４］の半導体発光装置は、光変調部を挟んで伝送線路とは反対側に設けられ、変調信号の反射を低減する終端部と、第４ワイヤと、第５ワイヤとをさらに備えてもよい。終端部は、第１配線パターンと、第１配線パターンに一端が接続される抵抗と、抵抗の他端に接続される第２配線パターンとを有する。第１配線パターンと信号用パッドとが第４ワイヤにより接続される。第２配線パターンと第１パッドとが第５ワイヤにより接続される。その場合、第５ワイヤは、グランド電位を含む。また、第４ワイヤと、第５ワイヤとは、互いに並んで配置されることとなる。このため、第４ワイヤにより伝搬される変調信号は、グランド電位と並びながら進行する。これにより、第１ワイヤと第４ワイヤとのインピーダンスの不整合が低減される。したがって、変調信号のインピーダンス不整合による変調信号の損失がさらに低減される。

【0017】

［７］上記［６］の半導体発光装置は、第６ワイヤをさらに備え、信号用パッドの他方側に設けられた第２パッドをさらに有してもよい。第２配線パターンと第２パッドとが第６ワイヤにより接続される。その場合、第３ワイヤ及び第６ワイヤは、グランド電位を含む。このため、第２ワイヤおよび第３ワイヤと並んで配置される第１ワイヤは、グランド電位に挟まれる形態となる。同様に、第５ワイヤおよび第６ワイヤと並んで配置される第３ワイヤは、グランド電位に挟まれる形態となる。故に、第１ワイヤ及び第３ワイヤを通過する変調信号は、グランド電位に挟まれながら進行する。これにより、信号線、第１ワイヤ及び第３ワイヤのインピーダンスの不整合がさらに低減される。したがって、変調信号のインピーダンス不整合による変調信号の損失がさらに低減される。

【0018】

［８］上記［７］の半導体発光装置の第２配線パターンは、抵抗と、第５ワイヤおよび第６ワイヤと、にのみ接続されてもよい。これにより、グランドに帰還される電流は、第５ワイヤおよび第６のワイヤのみを通過する為、入力される変調電流の電流量とグランド電位を有するワイヤを流れる電流量とのバランスが保たれる事になる。この結果、入力インピーダンスの整合の精度が向上する効果が得られる。

【0019】

［９］上記［６］の半導体発光装置の第２配線パターンは、抵抗と、第５ワイヤと、にのみ接続されてもよい。これにより、グランドに帰還される電流は、第５ワイヤのみを通過する為、入力される変調電流の電流量とグランド電位を有するワイヤを流れる電流量とのバランスが保たれる事になる。この結果、入力インピーダンスの整合の精度が向上する効果が得られる。

【0020】

［１０］上記［４］または［６］の半導体発光装置の第１ワイヤおよび第２ワイヤは、互いに平行に設けられてもよい。第１のワイヤと第２のワイヤとが互いに平行に設けられることで、信号線と第１ワイヤとのインピーダンス不整合の低減がさらに容易となる。したがって、インピーダンス不整合による変調信号の損失がさらに低減される。

【0021】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の光変調器集積型半導体レーザおよび半導体発光装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、下記の説明において、接続されるとは、電気的に接続されることを意味し、明示する場合を除き、電気抵抗が実質的にゼロである導電線を介して接続される場合のほか、抵抗等の電子部品を介して接続される場合を含む。

【0022】

（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態に係る送信用小型光デバイスＡ１を示す平面図である。図２は、送信用小型光デバイスＡ１に含まれる回路Ａ２を示す回路図である。図３は、送信用小型光デバイスＡ１が備える半導体発光装置Ａを示す斜視図である。図４は、半導体発光装置Ａを示す平面図である。図１から図４を参照して、送信用小型光デバイスＡ１の構成を説明する。

【0023】

図１に示すように、送信用小型光デバイスＡ１は、パッケージ５０９、基板５０１（チップ・オン・キャリア）、基板５０２（マウント・キャリア）、および基板５０３を備える。パッケージ５０９は、基板５０１、基板５０２、および基板５０３を収容する。基板５０３上には、配線パターン１１４、配線パターン１１５、配線パターン１１６、グランド電位線１１７および１１９、信号線１１８および１２０、配線パターン１１１、配線パターン１１２、並びにドライバＩＣ５０４が設けられている。配線パターン１１４、配線パターン１１５、配線パターン１１６、グランド電位線１１７、信号線１１８、配線パターン１１１、並びに配線パターン１１２は、パッケージ５０９の一つの側壁から基板５０２に向けて延在しており、図示しない端子を介して、送信用小型光デバイスＡ１の外部の回路と接続される。基板５０１の材質は、例えば樹脂といった絶縁体である。配線パターン１１４、配線パターン１１５、配線パターン１１６、グランド電位線１１７および１１９、信号線１１８および１２０、配線パターン１１１、および配線パターン１１２の材質は、例えば金属である。信号線１１８は、送信用小型光デバイスＡ１の外部から入力された高周波の変調信号を伝搬する。グランド電位線１１７は、送信用小型光デバイスＡ１の外部から入力されたグランド電位（基準電位）を含む。信号線１１８およびグランド電位線１１７は、伝送線路を構成する。グランド電位線１１９および信号線１２１もまた、伝送線路を構成する。ドライバＩＣ５０４の入力端子は、グランド電位線１１７および信号線１１８に接続される。ドライバＩＣ５０４の出力端子は、グランド電位線１１９および信号線１２１に接続される。ドライバＩＣ５０４は、信号線１１８からの変調信号を増幅し、増幅後の変調信号を信号線１２１に出力する。

【0024】

図２に示すように、基板５０２は、基板５０３と並んで配置されている。基板５０２には、配線パターン８４、配線パターン８５、配線パターン８６、グランド電位線８７、信号線８８、サーミスタ５０６、モニタ用フォトダイオード５０７、およびレンズＬが設けられている。配線パターン８６は、ワイヤ９６によって配線パターン１１６と接続されている。配線パターン８５は、ワイヤ９５によって配線パターン１１５と接続されている。配線パターン８４は、ワイヤ９４によって配線パターン１１４と接続されている。グランド電位線８７は、ワイヤ９７によってグランド電位線１１９と接続されている。信号線８８は、ワイヤ９８によって信号線１２１と接続されている。基板５０２の材質は、例えばセラミックといった絶縁体である。配線パターン８４、配線パターン８５、配線パターン８６、グランド電位線８７、および信号線８８の材質は、例えば金属である。サーミスタ５０６は、配線パターン８６上に設けられる。サーミスタ５０６は、温度に依存した抵抗値を示す。この抵抗値は、配線パターン８６、ワイヤ９６、および配線パターン１１６を介して、送信用小型光デバイスＡ１の外部回路により検出される。モニタ用フォトダイオード５０７は、配線パターン８４とグランド電位線８７と間に接続される。出射光Ｍの平均強度を一定にするため、モニタ用フォトダイオード５０７は、半導体発光装置Ａの光変調器集積型半導体レーザＡ３（後述）から出射される背面光を検出する。モニタ用フォトダイオード５０７は、背面光の強度に応じた電気信号を、配線パターン８４、ワイヤ９４、および配線パターン１１４を介して、送信用小型光デバイスＡ１の外部回路に出力する。レンズＬは、半導体発光装置Ａの光出射端と光学的に結合され、光変調器集積型半導体レーザＡ３から出射される出射光Ｍを平行化（コリメート）する。

【0025】

基板５０２の裏側には、温度制御素子（ＴＥＣ）５０８（図２にのみ示す）が設けられている。ＴＥＣ５０８の一方の電極は、ワイヤ９１によって配線パターン１１１に接続されている。ＴＥＣ５０８の他方の電極は、ワイヤ９２によって配線パターン１１２に接続されている。ＴＥＣ５０８を駆動するための電力が、配線パターン１１１および配線パターン１１２を介して、送信用小型光デバイスＡ１の外部の回路から入力される。送信用小型光デバイスＡ１の外部の回路は、半導体発光装置Ａの周辺温度すなわちサーミスタ５０６の抵抗値に基づいて、ＴＥＣ５０８を駆動する電力の大きさを制御する。これにより、光変調器集積型半導体レーザＡ３の温度が所定の温度に維持され、半導体発光装置Ａから出力される出射光Ｍの波長が所定の波長に維持される。

【0026】

基板５０１は、基板５０２上に配置されている。基板５０１には、グランド電位線６６、配線パターン６５、バイパスコンデンサ５０５、および半導体発光装置Ａが設けられている。基板５０１の材質は、例えばセラミックといった絶縁体である。グランド電位線６６および配線パターン６５の材質は、例えば金属である。図３に示すように、半導体発光装置Ａは、光変調器集積型半導体レーザＡ３、グランドパターン１９、伝送線路２００、および終端部３００を有する。伝送線路２００は、グランド電位線１７および信号線１８を含む。グランド電位線１７は、信号線１８に対して光変調器集積型半導体レーザＡ３側に設けられる。グランド電位線１７および信号線１８は、平面視にてＬ字型の形状を有する。グランドパターン１９は、平面視にて長方形の形状を有する。グランド電位線１７、信号線１８、およびグランドパターン１９の材質は、例えば金属である。グランドパターン１９は、グランド電位線１７と接続されている。グランド電位線１７は、ワイヤ７８によってグランド電位線８７と接続されている。グランド電位線６６は、グランドパターン１９に対してグランド電位線１７とは反対側に設けられる。サーミスタ５０６のグランド端子は、ワイヤ７６によってグランド電位線６６と接続されている。バイパスコンデンサ５０５は、グランド電位線６６上に設けられている。バイパスコンデンサ５０５の下面電極は、グランド電位線６６と接続されている。バイパスコンデンサ５０５の上面電極は、ワイヤ５５によって配線パターン６５と接続されている。

【0027】

光変調器集積型半導体レーザＡ３は、レーザ部１および光変調部１００を含む。光変調器集積型半導体レーザＡ３は、グランドパターン１９上に設けられている。レーザ部１は、活性領域を有し、該活性領域に電流が供給されることにより、時間的に一定の光強度を有するレーザ光を生成する。光変調部１００は、レーザ部１から出力されたレーザ光を変調し、変調後の出射光Ｍを出力する。上述した背面光は、レーザ部１から光変調部１００を経ずに出力されたレーザ光である。レーザ部１および光変調部１００は、光変調器集積型半導体レーザＡ３において互いにモノリシックに形成されている。

【0028】

レーザ部１は、光変調部１００に対して基板５０３側に設けられる。レーザ部１は、活性領域を有し、レーザ光を出力する。レーザ部１は、駆動電極１０と、パッド７と、パッド１２とを表面に有する。駆動電極１０は、レーザ共振方向（光変調部１００の長手方向）に沿って延在し、活性領域に電流を供給する。パッド７は、駆動電極１０に対して駆動電極１０の延在方向と交差する方向に並んで配置され、駆動電極１０と接続されている。パッド１２は、駆動電極１０に対してパッド７とは反対側に配置され、駆動電極１０と接続されている。パッド７は、ワイヤ９によってバイパスコンデンサ５０５の上面電極と接続されている。これにより、送信用小型光デバイスＡ１の外部から、配線パターン１１５、配線パターン８５、配線パターン６５、バイパスコンデンサ５０５の上面電極、およびパッド７を介して、駆動電極１０に駆動電流が供給される。ワイヤ９は、パッド７に代えて、パッド１２と接続されてもよい。

【0029】

光変調部１００は、変調電極２、パッド３（第１パッド）、およびパッド４（信号用パッド）を含む。光変調部１００は、変調領域を有し、該変調領域への電流の供給に応じてレーザ光の透過または遮断を行うことにより、レーザ光を変調する。変調電極２は、変調領域に変調電流（変調信号）を供給する。これにより、変調電極２は、変調領域において、入力された変調信号に基づきレーザ光を通過または遮断させる。変調電極２は、平面視にてレーザ光の進行方向と同一方向に延在する。光変調器集積型半導体レーザＡ３の上面において、変調電極２はレーザ光の進行方向と直交する方向における中央に設けられている。

【0030】

グランド電位線１７の一端は、ワイヤ７７によってグランド電位線８７と接続されている。信号線１８の一端は、ワイヤ７８によって信号線８８と接続されている。グランド電位線１７の他端は、ワイヤ１５（第２ワイヤ）によってパッド３と接続されている。信号線１８の他端は、ワイヤ１６（第１ワイヤ）によってパッド４と接続されている。ワイヤ１５およびワイヤ１６は、例えばＡｕからなるボンディングワイヤである。ワイヤ１５およびワイヤ１６の断面の直径は、例えば２５μｍである。パッド４は、変調電極２と接続されている。パッド３は、パッド４に対してレーザ部１側（一方側）に設けられる。パッド３およびパッド４は、変調電極２に対して伝送線路２００側に設けられる。パッド３は、変調電極２の長手方向に沿ってパッド４と並んで設けられる。パッド４は、光変調部１００においてレーザ光の進行方向の中央に設けられる。パッド３およびパッド４は、膜状の形状を有し、平面視にて略長方形の形状を有する。パッド３およびパッド４の材質は金属であり、例えば金（Ａｕ）である。ワイヤ１５は、ワイヤ１６と並んで設けられる。図４に示すように、一例では、平面視にて、ワイヤ１５およびワイヤ１６は互いに平行に設けられる。ワイヤ１５とワイヤ１６との間隔は、例えば数十μｍである。

【0031】

終端部３００は、第１配線パターン３３と、終端抵抗３１と、第２配線パターン３２とを有する。終端部３００は、光変調部１００を挟んで伝送線路２００とは反対側に設けられ、変調信号の反射を低減する。終端抵抗３１の一端は、第１配線パターン３３に接続される。終端抵抗３１の他端は、第２配線パターン３２に接続される。第１配線パターン３３とパッド４とがワイヤ３５（第４ワイヤ）により接続される。第２配線パターン３２とパッド３とがワイヤ３４（第５ワイヤ）により接続される。ワイヤ３４およびワイヤ３５は、互いに平行に設けられる。ワイヤ３４およびワイヤ３５は、例えばボンディングワイヤである。ワイヤ３４およびワイヤ３５の断面の直径は、例えば２５μｍである。第２配線パターン３２は、グランドパターン１９に接続されることにより、グランド電位を含む。第１配線パターン３３および第２配線パターン３２は、膜状の形状を有し、平面視にて略長方形の形状を有する。第１配線パターン３３および第２配線パターン３２の材質は、例えば金（Ａｕ）である。終端抵抗３１は、平面視にて長方形の形状を有する。終端抵抗３１の抵抗値は、例えば５０Ωである。

【0032】

図５は、図４に示されるＶ－Ｖ線に沿った断面図であって、レーザ光の進行方向に垂直な、光変調部１００の断面を示す。光変調器集積型半導体レーザＡ３は、表面８および裏面１１を有する。光変調部１００は、表面８上に絶縁膜６を有する。パッド４およびパッド３は、絶縁膜６上に設けられる。パッド３は、パッド４と電気的に絶縁されている。パッド３とパッド４との間の抵抗値は、例えば数百Ω以上である。絶縁膜６の材質は、例えばＳｉＮまたはＳｉＯ_２である。光変調部１００は、変調電極２、パッド３、および絶縁膜６に加えて、ｐ－ＩｎＰ層１０１と、光吸収層１０２と、一対の半絶縁ＩｎＰ領域１０３と、ｎ－ＩｎＰ層１０４とを有する。光吸収層１０２およびｐ－ＩｎＰ層１０１はｎ－ＩｎＰ層１０４上に設けられ、光吸収層１０２はｎ－ＩｎＰ層１０４とｐ－ＩｎＰ層１０１との間に挟まれている。ｎ－ＩｎＰ層１０４の一部と、光吸収層１０２と、ｐ－ＩｎＰ層１０１とは、ｎ－ＩｎＰ層１０４の残部の上にメサ状に形成され、該メサの両側面に一対の半絶縁ＩｎＰ領域１０３が隣接し、埋め込みメサ構造を形成している。裏面１１上には、下部電極１０５が設けられる。下部電極１０５は、ｎ－ＩｎＰ層１０４に接する。半絶縁ＩｎＰ層１０３の上面は、表面８を構成する。絶縁膜６は、中央部に開口を有し、変調電極２が該開口内に設けられる。変調電極２は、ｐ－ＩｎＰ層１０１上に設けられ、ｐ－ＩｎＰ層１０１と接する。ｎ－ＩｎＰ層１０４は、下部クラッド層として機能する。ｐ－ＩｎＰ層１０１は、上部クラッド層およびコンタクト層として機能する。

【0033】

以上の構成を備える半導体発光装置Ａによって得られる効果について、図１４の比較例と比較して説明する。ワイヤ１５は、パッド３とグランド電位線１７との間に接続される。これにより、グランド電位を含むワイヤ１５をワイヤ１６と並んで配置することができる。ワイヤ１６とワイヤ１５とが互いに並んで配置されるので、変調信号は、信号線１８を離れた後もグランド電位と並びながら進行する。

【0034】

図１４は、比較例である半導体発光装置Ｆを示す斜視図である。図１４に示される半導体発光装置Ｆは、本実施形態の光変調部１００に代えて、光変調部１００Ｆを備える。また、半導体発光装置Ｆは、本実施形態のワイヤ１５およびワイヤ３４を備えていない。光変調部１００Ｆは、パッド３を有しない点およびパッド４Ｆを有する点において光変調部１００と相違し、その他の点において光変調部１００と一致する。パッド４Ｆは、変調電極２に対してパッド４とは反対側に設けられ、変調電極２と接続されている。この比較例では、ワイヤ３５はパッド４Ｆと接続されている。この比較例では、外部駆動回路から半導体発光装置Ｆに至る伝送線路２１０の特性インピーダンスの値と、終端抵抗３１の値と、が近づくように設計することで高周波特性を改善する。しかし、伝送線路２１０のグランド電位線１７およびグランド電位線２３は、伝送線路２１０を含む領域ａにのみ設けられ、光変調部１００Ｆを含む領域ｂには設けられない。そのため、半導体発光装置Ｆに入力され、信号線１８を離れてワイヤ１６を進行する変調信号は、伝送線路２１０（領域ａ）と光変調部１００Ｆ（領域ｂ）との接続部以降、グランド電位線１７およびグランド電位線２３から離れて進行する。このため、入力インピーダンスが整合されにくくなり、信号線１８と、ワイヤ１６と、のインピーダンス不整合が大きくなる傾向がある。インピーダンス不整合が大きくなることにより、信号線１８とワイヤ１６との境界（変化点Ｐ）において、変調信号が反射し、変調信号の損失が大きくなる。そのため、変調信号が変調電極２に十分に伝達されないおそれが生じる。

【0035】

本開示の第１実施形態による半導体発光装置Ａにおいては、上述したように、グランド電位を含むワイヤ１６と、ワイヤ１５とが、互いに並んで配置される。このため、変調信号は、信号線１８を離れた後もグランド電位と並びながら進行する。これにより、ワイヤ１６の特性インピーダンスが所定の値（例えば５０Ω）に近づき、信号線１８とワイヤ１６とのインピーダンスの不整合が低減される。したがって、インピーダンス不整合による変調信号（例えば、数十ＧＨｚ以上といった高周波領域の変調信号）の損失が低減される。また、ワイヤ３４は、パッド３に接続されるので、グランド電位を含む。また、ワイヤ３４と、ワイヤ３５とは、互いに並んで配置されることとなる。このため、ワイヤ３５により伝搬される変調信号は、グランド電位と並びながら進行する。これにより、ワイヤ３５の特性インピーダンスが所定の値（例えば５０Ω）に近づき、ワイヤ１６とワイヤ３５とのインピーダンスの不整合が低減される。したがって、インピーダンス不整合による変調信号の損失がさらに低減される。

【0036】

本実施形態のように、光変調部１００は、表面８上に絶縁膜６を有し、パッド３およびパッド４は、絶縁膜６上に設けられてもよい。パッド３およびパッド４が絶縁膜６上に設けられることにより、パッド３およびパッド４を互いに電気的に絶縁することができる。これにより、パッド４に入力される変調信号のパッド３へのリークを防止することができる。したがって、パッド４に入力される変調信号を効率よく変調電極２に到達させることができる。

【0037】

本実施形態のように、パッド３は、パッド４と電気的に絶縁されてもよい。パッド３は、グランド電位を含む。そのため、パッド３とパッド４とを電気的に絶縁することにより、パッド４に入力される変調信号のパッド３へのリークを防止することができる。したがって、パッド４に入力される変調信号を効率よく変調電極２に到達させることができる。

【0038】

本実施形態のように、パッド３は、光変調部１００に設けられてもよい。これにより、パッド３は、パッド４により近い位置に配置される。したがって、変調信号が通過するワイヤ１６とグランド電位を含むワイヤ１５との距離がより近くなり、入力インピーダンスの整合がさらに容易となる。

【0039】

本実施形態のように、ワイヤ１５およびワイヤ１６は、互いに平行に設けられてもよい。これにより、信号線１８とワイヤ１６とのインピーダンス不整合の低減がさらに容易となる。したがって、インピーダンス不整合による変調信号の損失がさらに低減される。

【0040】

（第１変形例）
図６は、第１変形例に係る半導体発光装置Ｂを示す斜視図である。図７は、半導体発光装置Ｂを示す平面図である。半導体発光装置Ｂは、以下の点において半導体発光装置Ａと相違し、その他の点で同一である。半導体発光装置Ｂは、半導体発光装置Ａの終端部３００に代えて、終端部３０１を有する。終端部３０１は、第１配線パターン３３と、終端抵抗３１と、第２配線パターン３２とを有する。第１実施形態と異なり、本変形例では、第２配線パターン３２と、グランドパターン１９とは、互いに接続されていない。第２配線パターン３２と、グランドパターン１９との間の抵抗値は、例えば数百Ω以上である。

【0041】

本変形例においては、第２配線パターン３２とグランドパターン１９とが互いに接続されていないので、終端抵抗３１を通ってグランドに帰還される変調電流の全量がワイヤ３４を通過する為、入力される変調電流の電流量とグランド電位を有するワイヤを流れる電流量とのバランスが保たれる事になる。この結果、入力インピーダンスの整合の精度が向上する効果が得られる。

【0042】

（第２変形例）
図８は、第２変形例に係る半導体発光装置Ｃを示す斜視図である。図９は、半導体発光装置Ｃを示す平面図である。半導体発光装置Ｃは、以下の点において半導体発光装置Ａと相違し、その他の点で同一である。半導体発光装置Ｃは、上記実施形態の伝送線路２００に代えて伝送線路２１０を備え、ワイヤ２２（第３ワイヤ）をさらに備える。ワイヤ２２は、ワイヤ１５およびワイヤ１６と平行に設けられる。ワイヤ２２は、例えばボンディングワイヤである。ワイヤ２２の断面の直径は、例えば２５μｍである。半導体発光装置Ｃの光変調器集積型半導体レーザＡ３は、上記実施形態の光変調部１００に代えて、光変調部１１０を有する。光変調部１１０は、光変調部１００の構成に加えて、パッド５（第２パッド）をさらに有する。パッド５は、パッド４に対してパッド３とは反対側（他方側）に設けられ、変調電極２の長手方向に沿って、パッド３およびパッド４と並んで設けられる。パッド５は、変調電極２に対して伝送線路２１０側に設けられる。伝送線路２１０は、上記実施形態のグランド電位線１７および信号線１８に加えて、グランド電位線２３をさらに含む。信号線１８は、グランド電位線１７とグランド電位線２３との間に設けられる。これにより、伝送線路２１０はコプレーナ線路を構成する。パッド５は、ワイヤ２２によりグランド電位線２３と接続される。パッド５は、膜状の形状を有し、平面視にて略長方形の形状を有する。パッド５の材質は、例えば金（Ａｕ）である。ワイヤ２２は、ワイヤ１６に対してワイヤ１５とは反対側に設けられる。ワイヤ２２は、ワイヤ１６と並んで設けられる。一例では、平面視にて、ワイヤ１６およびワイヤ２２は互いに平行に設けられる。

【0043】

また、半導体発光装置Ｃは、終端部３１０と、ワイヤ３６（第６ワイヤ）をさらに備える。ワイヤ３４、ワイヤ３５およびワイヤ３６は、互いに平行に設けられる。ワイヤ３４、ワイヤ３５およびワイヤ３６は、例えばボンディングワイヤである。ワイヤ３４、ワイヤ３５およびワイヤ３６の断面の直径は、例えば２５μｍである。終端部３１０は、光変調部１１０に対して伝送線路２１０とは反対側に設けられ、変調信号の反射を低減する。終端部３１０は、第１配線パターン３３と、終端抵抗３１と、第２配線パターン５２とを有する。第２配線パターン５２は、平面視にてＵ字型を呈する。終端抵抗３１の一端は、第１配線パターン３３に接続される。終端抵抗３１の他端は、第２配線パターン５２の中央部に接続される。第１配線パターン３３とパッド４とがワイヤ３５により接続される。第２配線パターン５２の一端とパッド３とがワイヤ３４により接続される。第２配線パターン５２の他端とパッド５とがワイヤ３６により接続される。第２配線パターン５２は、その一端および他端においてグランドパターン１９に接続されることにより、グランド電位を含む。第１配線パターン３３および第２配線パターン５２の材質は、例えば金（Ａｕ）である。終端抵抗３１は、平面視にて長方形の形状を有する。終端抵抗３１の抵抗値は、例えば５０Ωである。

【0044】

本変形例では、ワイヤ２２がグランド電位線２３とパッド５との間に接続される。このワイヤ２２は、グランド電位を含む。このため、ワイヤ１５およびワイヤ２２と並んで配置されるワイヤ１６は、グランド電位に挟まれる。この場合、ワイヤ１６を通過する変調信号は、グランド電位に挟まれながら進行する。これにより、ワイヤ１６の特性インピーダンスが所定の値（例えば５０Ω）にさらに近づき、信号線１８とワイヤ１６とのインピーダンスの不整合がさらに低減される。したがって、インピーダンス不整合による変調信号（例えば、数十ＧＨｚ以上といった高周波領域の変調信号）の損失がさらに低減される。ワイヤ３４およびワイヤ３６は、パッド３およびパッド５にそれぞれ接続されるので、グランド電位を含む。よって、ワイヤ３４およびワイヤ３６と並んで配置されるワイヤ３５は、グランド電位に挟まれる形態となる。故に、ワイヤ３５を通過する変調信号は、グランド電位に挟まれながら進行する。これにより、ワイヤ３５の特性インピーダンスが所定の値（例えば５０Ω）にさらに近づき、ワイヤ１６及びワイヤ３５のインピーダンスの不整合がさらに低減される。したがって、インピーダンス不整合による変調信号の損失がさらに低減される。

【0045】

（第３変形例）
図１０は、第３変形例に係る半導体発光装置Ｄを示す斜視図である。図１１は、半導体発光装置Ｄを示す平面図である。半導体発光装置Ｄは、以下の点において半導体発光装置Ｃと相違し、その他の点で同一である。半導体発光装置Ｄは、半導体発光装置Ｃの終端部３１０に代えて、終端部３１１を有する。終端部３１１は、第１配線パターン３３と、終端抵抗３１と、第２配線パターン５４とを有する。第２変形例と異なり、本変形例では、第２配線パターン５４と、グランドパターン１９とは、互いに接続されていない。第２配線パターン５４と、グランドパターン１９との間の抵抗値は、例えば数百Ω以上である。

【0046】

本変形例においては、第２配線パターン５２とグランドパターン１９とが互いに接続されていないので、終端抵抗３１を通ってグランドに帰還される変調電流の全量がワイヤ３４またはワイヤ３６を通過する為、入力される変調電流の電流量とグランド電位を有するワイヤを流れる電流量とのバランスが保たれる事になる。この結果、入力インピーダンスの整合の精度が向上する効果が得られる。

【0047】

（第４変形例）
図１２は、第４変形例に係る半導体発光装置Ｅを示す斜視図である。図１３は、第４変形例に係る半導体発光装置Ｅを示す平面図である。半導体発光装置Ｅは、以下の点において半導体発光装置Ｄと相違し、その他の点で同一である。半導体発光装置Ｅの光変調器集積型半導体レーザＡ３は、光変調部１１０に代えて、光変調部１２０を備える。また、半導体発光装置Ｅは、ワイヤ３４およびワイヤ３６に代えて、ワイヤ４１と、ワイヤ４３と、ワイヤ４４と、ワイヤ４６とをさらに備える。ワイヤ４１、ワイヤ４３、ワイヤ４４、およびワイヤ４６は、例えばボンディングワイヤである。ワイヤ４１、ワイヤ４３、ワイヤ４４、およびワイヤ４６の断面の直径は、例えば２５μｍである。光変調部１２０は、パッド４２と、パッド４５とをさらに有する。パッド４２およびパッド４５は、変調電極２に対して終端部３１１側（言い換えると、変調電極２に対してパッド３およびパッド５とは反対側）に設けられている。パッド４２およびパッド４５は、変調電極２の長手方向に沿って並んで設けられている。パッド４２は、パッド４５に対してレーザ部１側に設けられている。パッド４２およびパッド４５の材質は、例えば金（Ａｕ）である。パッド４２は、ワイヤ４１により第２配線パターン５４の一端と接続されるとともに、ワイヤ４３によりパッド３と接続される。パッド４５は、ワイヤ４４により第２配線パターン５４の他端と接続されるとともに、ワイヤ４６によりパッド５と接続される。パッド４２およびパッド４５は、膜状の形状を有し、平面視にて略長方形の形状を有する。ワイヤ４３およびワイヤ４１と、ワイヤ３５とは、平面視にて互いに平行に設けられている。ワイヤ３５と、ワイヤ４６およびワイヤ４４とは、平面視にて互いに平行に設けられている。

【0048】

パッド４２により、ワイヤ４３およびワイヤ４１と、ワイヤ３５との距離を安定して維持することができる。パッド４５により、ワイヤ４４およびワイヤ４６と、ワイヤ３５との距離を安定して維持することができる。ワイヤ４３、ワイヤ４１、ワイヤ４４、およびワイヤ４６は、グランド電位を含む。よって、これらのワイヤと並んで配置されるワイヤ３５は、グランド電位に挟まれる形態となる。故に、ワイヤ３５を通過する変調信号は、グランド電位に挟まれながら進行する。これにより、ワイヤ３５の特性インピーダンスが所定の値（例えば５０Ω）にさらに近づき、ワイヤ１６及びワイヤ３５のインピーダンスの不整合がさらに低減される。したがって、インピーダンス不整合による変調信号の損失がさらに低減される。

【0049】

本開示による光変調器集積型半導体レーザおよび半導体発光装置は、上述した実施形態および各変形例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態ではパッド３が光変調部１００に設けられているが、パッド３の配置は光変調器集積型半導体レーザＡ３上において特に限定されない。例えば、パッド３はレーザ部１に設けられてもよい。

【0050】

また、上記実施形態では、パッド３が絶縁膜６上に設けられることにより、パッド３は光変調器集積型半導体レーザＡ３のグランド電位とは直接的に接続されていない。この形態に限られず、例えば、パッド３はｎ－ＩｎＰ層１０４上に設けられ、ｎ－ＩｎＰ層１０４と接してもよい。パッド３はワイヤ１５を通じてグランド電位に接続されるので、ｎ－ＩｎＰ層１０４といったグランド電位を含む部分と接続される形態であっても、上述した効果を奏することができる。

【0051】

また、上記実施形態では、ワイヤ１５とワイヤ１６とが互いに平行である例を示したが、ワイヤ１５とワイヤ１６とは互いに平行でなくても良い。同様に、第１変形例において、ワイヤ２２とワイヤ１６とは互いに平行でなくても良い。その場合であっても、ワイヤ１５とワイヤ１６とが並んで（或いは、ワイヤ１５とワイヤ２２との間にワイヤ１６が挟まれて）配置されることにより、上述した効果を奏することができる。

【0052】

また、上記実施形態では、伝送線路２００のグランド電位線１７が信号線１８と並んで基板５０２上に設けられる形態を例示したが、伝送線路の形態はこれに限られない。例えば、グランド電位線が基板５０１の裏面に設けられる、いわゆるマイクロストリップラインとして伝送線路が構成される場合であっても、上述した効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0053】

Ａ１…送信用小型光デバイス
Ａ２…回路
Ａ３…光変調器集積型半導体レーザ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ…半導体発光装置
１…レーザ部
１００，１１０，１２０…光変調部
２００，２１０…伝送線路
３００，３０１，３１０，３１１…終端部
２…変調電極
３，４，４Ｆ，５，７，４２，４５…パッド
６…絶縁膜
８…表面
９，１５，１６，２２，３４，３５，３６，４１，４３，４４，４６，５５，７６，７７，７８，９１，９２，９４，９５，９６，９７，９８…ワイヤ
１０…駆動電極
１１…裏面
１７，２３，６６，８７，１１７，１１９…グランド電位線
１８，８８，１１８，１２１…信号線
１９…グランドパターン
３１…終端抵抗
３２，５２，５４…第２配線パターン
３３…第１配線パターン
Ｍ…出射光
Ｌ…レンズ
６５，８４，８５，８６，１１１，１１２，１１４，１１５，１１６…配線パターン
１０１…ｐ－ＩｎＰ層
１０２…光吸収層
１０３…半絶縁ＩｎＰ層
１０４…ｎ－ＩｎＰ層
１０５…下部電極
５０１，５０２，５０３…基板
５０４…ドライバＩＣ
５０５…バイパスコンデンサ
５０６…サーミスタ
５０７…モニタ用フォトダイオード
５０８…温度制御素子（ＴＥＣ）
５０９…パッケージ
ａ，ｂ…領域
Ｐ…変化点

【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】