特許 7339807 半導体発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-29

(45)【発行日】2023-09-06

(54)【発明の名称】半導体発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/0239 20210101AFI20230830BHJP

   H01S 5/0233 20210101ALI20230830BHJP

【ＦＩ】

H01S5/0239

H01S5/0233

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019144889

(22)【出願日】2019-08-06

(65)【公開番号】P2021027206

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-06-08

(73)【特許権者】

【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】弁理士法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】足立 光一朗

【審査官】大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２３７９３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００２－２３７６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２５５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７１４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１５１２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２５１００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０７４４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２４６９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－０２３７７８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０９６５１７５１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ５／００ － ５／５０

Ｈ０４Ｂ １０／００ － １０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００ － １４／０８

Ｇ０２Ｆ １／００ － １／１２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を発するためのレーザと、
前記光を電界吸収効果によって変調するための変調器と、
前記レーザと電気的に並列接続されたチップキャパシタと、
前記チップキャパシタに電気的に直列接続され、前記レーザに電気的に直列接続され、第１端子及び第２端子を有するチップインダクタと、
前記チップインダクタの前記第１端子及び前記チップキャパシタの上電極を直接的に接合する半田又は導電性接着剤と、
前記レーザ、前記変調器、前記チップキャパシタ及び前記チップインダクタが電気的に接続される電気配線群と、
絶縁性ブロックと、
前記レーザ、前記変調器、前記チップキャパシタ、前記絶縁性ブロック及び前記チップインダクタが搭載された基板と、
を有し、
前記絶縁性ブロックは、前記チップインダクタと前記基板の間に介在し、
前記電気配線群は、前記変調器に高周波信号を印加するための、前記基板に搭載された第１高周波線路及び第２高周波線路を含み、
前記電気配線群は、前記レーザへ電流を注入するための直流線路を含み、
前記レーザ及び前記変調器並びに前記チップキャパシタの下電極は、前記第２高周波線路に、電気的に接続されるように搭載され、
前記チップインダクタの前記第２端子は、前記直流線路に接続されていることを特徴とする半導体発光装置。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体発光装置であって、
前記第１高周波線路と前記第２高周波線路には、差動信号が伝達されるようになっていることを特徴とする半導体発光装置。

【請求項3】

請求項１に記載の半導体発光装置であって、
前記第２高周波線路は、接地電位になることを特徴とする半導体発光装置。

【請求項4】

請求項１に記載の半導体発光装置であって、
前記直流線路は、前記絶縁性ブロックと前記チップインダクタの間に介在して、前記第２端子に直接的に接続されていることを特徴とする半導体発光装置。

【請求項5】

請求項１に記載の半導体発光装置であって、
前記チップキャパシタと前記第２高周波線路の間に介在する導電性ブロックをさらに有することを特徴とする半導体発光装置。

【請求項6】

請求項１に記載の半導体発光装置であって、
前記上電極と前記レーザの一方電極を接続するワイヤをさらに有することを特徴とする半導体発光装置。

【請求項7】

請求項１に記載の半導体発光装置であって、
前記チップキャパシタは、電気的に並列接続された複数のチップキャパシタを含み、
前記チップインダクタの前記第１端子は、前記半田又は前記導電性接着剤によって、前記複数のチップキャパシタの１つに直接的に接合されていることを特徴とする半導体発光装置。

【請求項8】

請求項７に記載の半導体発光装置であって、
前記複数のチップキャパシタの隣り合う一対を前記上電極で電気的に接続するワイヤをさらに有することを特徴とする半導体発光装置。

【請求項9】

請求項８に記載の半導体発光装置であって、
前記チップインダクタの前記第１端子は、前記複数のチップキャパシタの前記１つが有する前記上電極に接合されていることを特徴とする半導体発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光通信用の光源として、分布帰還型（Distributed Feedback: DFB）レーザと電界吸収型（Electro Absorption: EA）変調器が同一の半導体基板に集積されたＥＡ変調器集積型ＤＦＢレーザがある。ＥＡ変調器集積型ＤＦＢレーザは、導電性の半導体基板に、レーザ部及び変調部に共通の電極（例えばカソード）を有する。レーザ部は、直流電圧が注入されて直流電流によって連続光（ＣＷ光）を発する。変調部は、光の吸収率が変化するように高周波電圧が印加され、ＣＷ光を変調して高周波の光信号を生成する。変調部に印加した電圧の高周波成分は、レーザ部に廻り込むため、光信号の特性劣化を招く場合がある。

【0003】

特許文献１には、キャパシタとインダクタを組み合わせた受動回路を用いてレーザ部への高周波成分の廻り込みを抑制する技術が開示されている。具体的には、レーザ部と並列にキャパシタを接続し、レーザ部とキャパシタの両方に対して、直列にインダクタを接続した構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平０７－０７４４２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

受動回路を形成するインダクタには、所定の特性を安定に確保するため、パッケージングされたチップインダクタを使用するのが望ましい。また、同様の理由でキャパシタにはチップキャパシタを使用するのが望ましい。これらの部品は、通常、特許文献１に開示されているように、ワイヤによって接続される。

【0006】

しかしながら、ワイヤそのものに寄生するインダクタンスや、ワイヤのボンディング端に生じる寄生容量により意図しない共振等が発生し、所望の回路特性を得られないかもしれない。この結果、レーザ部への高周波成分の廻り込みを十分に抑制できず、光信号の劣化を招く問題がある。

【0007】

本発明は、実装に伴う寄生成分を低減し、変調部に印加する電圧の高周波成分がレーザ部に与える影響を十分に抑え、高周波特性にすぐれた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】

【0008】

（１）本発明に係る半導体発光装置は、光を発するためのレーザと、前記光を電界吸収効果によって変調するための変調器と、前記レーザと電気的に並列接続されたチップキャパシタと、前記チップキャパシタに電気的に直列接続され、前記レーザ及び前記チップキャパシタの全体に電気的に直列接続され、第１端子及び第２端子を有するチップインダクタと、前記チップインダクタの前記第１端子及び前記チップキャパシタを直接的に接合する半田又は導電性接着剤と、前記レーザ、前記変調器、前記チップキャパシタ及び前記チップインダクタが電気的に接続される電気配線群と、前記レーザ、前記変調器、前記チップキャパシタ及び前記チップインダクタが搭載された基板と、を有することを特徴とする。

【0009】

（２）（１）に記載の半導体発光装置であって、前記電気配線群は、前記変調器に高周波信号を印加するための第１高周波線路及び第２高周波線路を含み、前記レーザ及び前記変調器は、前記第２高周波線路に、電気的に接続されるように搭載され、前記チップキャパシタは、前記レーザの後方で、前記第２高周波線路に、電気的に接続されるように搭載され、前記第２高周波線路は、前記レーザ及び前記変調器が搭載される領域と、前記チップキャパシタが搭載される領域を、均等な幅になるように有し、前記第１高周波線路と前記第２高周波線路には、差動信号が伝達されるようになっていることを特徴としてもよい。

【0010】

（３）（１）に記載の半導体発光装置であって、前記電気配線群は、前記変調器に高周波信号を印加するための高周波線路及び接地パターンを含み、前記レーザ及び前記変調器は、前記接地パターンに、電気的に接続されるように搭載され、前記チップキャパシタは、前記レーザの後方で、前記接地パターンに、電気的に接続されるように搭載されることを特徴としてもよい。

【0011】

（４）（１）に記載の半導体発光装置であって、前記電気配線群は、前記レーザへ電流を注入するための直流線路を含み、前記チップインダクタの前記第２端子は、前記直流線路に接続されていることを特徴としてもよい。

【0012】

（５）（４）に記載の半導体発光装置であって、前記チップインダクタと前記基板の間に介在する絶縁性ブロックをさらに有し、前記直流線路は、前記絶縁性ブロックと前記チップインダクタの間に介在して、前記第２端子に直接的に接続されていることを特徴としてもよい。

【0013】

（６）（１）に記載の半導体発光装置であって、前記チップキャパシタと前記電気配線群の間に介在する導電性ブロックをさらに有することを特徴としてもよい。

【0014】

（７）（１）に記載の半導体発光装置であって、前記チップキャパシタは、前記電気配線群に接合される下電極と、前記チップインダクタの前記第１端子に接合される上電極と、を有し、前記上電極と前記レーザの一方電極を接続するワイヤをさらに有することを特徴としてもよい。

【0015】

（８）（１）に記載の半導体発光装置であって、前記チップキャパシタは、電気的に並列接続された複数のチップキャパシタを含み、前記チップインダクタの前記第１端子は、前記半田又は前記導電性接着剤によって、前記複数のチップキャパシタの１つに直接的に接合されていることを特徴としてもよい。

【0016】

（９）（８）に記載の半導体発光装置であって、前記複数のチップキャパシタのそれぞれは、前記電気配線群に接合される下電極と、上電極を有し、前記複数のチップキャパシタの隣り合う一対を前記上電極で電気的に接続するワイヤをさらに有することを特徴としてもよい。

【0017】

（１０）（９）に記載の半導体発光装置であって、前記チップインダクタの前記第１端子は、前記複数のチップキャパシタの前記１つが有する前記上電極に接合されていることを特徴としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。

【図2】図２は、図１に示す半導体発光装置のII－II線断面図である。

【図3】図３は、変調器集積型レーザの縦断面図である。

【図4】図４は、半導体発光装置の回路図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る光モジュールの模式図である。

【図6】図６は、光送信サブアセンブリ、プリント基板及びフレキシブル基板を示す概略図である。

【図7】図７は、第１の実施形態に係る光送信サブアセンブリの平面図である。

【図8】図８は、図７に示す光送信サブアセンブリの周波数応答特性を示す図である。

【図9】図９は、第２の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。

【図10】図１０は、図９に示す半導体発光装置のＸ－Ｘ線断面図である。

【図11】図１１は、第３の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。

【図12】図１２は、図１１に示す半導体発光装置のXII－XII線断面図である。

【図13】図１３は、第４の実施形態に係る半導体発光装置の平明図である。

【図14】図１４は、に示す半導体発光装置のXIV－XIV線断面図である。

【図15】図１５は、本実施形態の半導体発光素子を搭載した光送信サブアセンブリの概略図である。

【図16】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。

【図17】図１７は、図１６に示す半導体発光装置のXVII－XVII線断面図である。

【図18】図１８は、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】図１９は、図１８に示す半導体発光装置のXIX－XIX線断面図である。

【図20】図２０は、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】図２１は、図２０に示す半導体発光装置のXXI－XXI線断面図である。

【図22】図２２は、第８の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。

【図23】図２３は、第９の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。

【図24】図２４は、図２３に示す半導体発光装置のXXIV－XXIV線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。図２は、図１に示す半導体発光装置のII－II線断面図である。第１の実施形態の半導体発光装置は、差動駆動型である。半導体発光装置１００は、窒化アルミニウムなどの絶縁材料の基板１０上に、第１高周波線路１２、第２高周波線路１４及び直流線路１６を有する。第２高周波線路１４上には、変調器集積レーザ１８が搭載されている。

【0021】

図３は、変調器集積レーザ１８の縦断面図である。変調器集積レーザ１８は、半導体基板２０に素子が作り込まれた構造を有する。半導体基板２０は、ｎ型ＩｎＰ基板である。

【0022】

変調器集積レーザ１８は、光を発するためのレーザ部２４を有する。レーザ部２４は、半導体基板２０の上に、下側ＳＣＨ（Separated Confinement Heterostructure）層２６Ａ及び上側ＳＣＨ層２８Ａに挟まれた多重量子井戸３０Ａを有する。上側ＳＣＨ層２８Ａは、回折格子層３２がその上に設けられ、クラッド層３４Ａで覆われている。レーザ部２４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。レーザ部２４は、直流電圧を印加するための電極３６（例えばアノード）及び電極３８（例えばカソード）を有する。

【0023】

変調器集積レーザ１８は、光を電界吸収効果によって変調するための変調部４０を有する。変調部４０は、半導体基板２０の上に、下側ＳＣＨ層２６Ｂと上側ＳＣＨ層２８Ｂに挟まれた多重量子井戸３０Ｂを有する。上側ＳＣＨ層２８Ｂは、クラッド層３４Ｂで覆われている。なお、本実施形態では、クラッド層３４Ａとクラッド層３４Ｂは同じものであるが、それぞれ異なる材料でも良い。変調部４０は、交流電圧を印加するための電極４２（例えばアノード）及び電極３８（例えばカソード）を有する。レーザ部２４及び変調部４０の電極３８は、一体化しているが、別々になっていてもよい。また同一の半導体基板２０上に変調部４０とレーザ部２４が集積されていなくても構わない。例えば、互いが異なる半導体基板に形成されており、それらが同電位となる領域（ここでは第２高周波線路１４）に搭載されていても構わない。

【0024】

半導体発光装置１００は、電気配線群４４を有する。電気配線群４４は、レーザ部２４へ直流電流を注入するための直流線路１６を含む。電気配線群４４は、変調部４０に高周波信号を印加するための第１高周波線路１２及び第２高周波線路１４を含む。第１高周波線路１２と第２高周波線路１４には、差動信号が伝達されるようになっている。

【0025】

変調部４０の電極４２は、第１高周波線路１２に電気的に接続されている。接続にはワイヤ４６が使用されている。変調部４０及びレーザ部２４に共通の電極３８は、第２高周波線路１４に対向させて接合されている。変調器集積レーザ１８は、第２高周波線路１４に、電気的に接続されるように搭載されている。

【0026】

電気配線群４４は、パッド４８を含む。パッド４８と第２高周波線路１４は、インピーダンスマッチングのための整合抵抗５０を介して接続されている。パッド４８はワイヤ５２で変調部４０の電極４２に電気的に接続されている。したがって、整合抵抗５０は、変調部４０に並列に接続される。

【0027】

基板１０にチップキャパシタ５４が搭載されている。第２高周波線路１４には、変調器集積レーザ１８の後方に、チップキャパシタ５４がその下電極５６が導通するように搭載されている。第２高周波線路１４において、レーザ部２４及び変調部４０が搭載される領域と、チップキャパシタ５４が搭載される領域は、均等な幅になっている。チップキャパシタ５４の上電極５８はワイヤ６０によってレーザ部２４の電極３６に接続されている。

【0028】

基板１０にチップインダクタ６２が搭載されている。チップインダクタ６２の第１端子６４及びチップキャパシタ５４（上電極５８）は、半田６６又は導電性接着剤によって、直接的に接合されている。

【0029】

チップインダクタ６２の第２端子６８は、直流線路１６に直接接続されている。従って、図２に示すように、チップインダクタ６２は基板１０の搭載面に対して所定の角度を以て傾いて実装される。接続には、導電性接着剤又は半田（図示せず）を用いてもよい。

【0030】

図４は、半導体発光装置の回路図である。レーザ部２４の電極３６（アノード）は、チップインダクタ６２を介して、直流線路１６に接続されている。一方、変調部４０の電極４２（アノード）は、第１高周波線路１２に接続されている。レーザ部２４及び変調部４０は、一体化した電極３８（例えばカソード）を介して、第２高周波線路１４に接続されている。

【0031】

チップキャパシタ５４はレーザ部２４に並列接続されており、レーザ部２４に印加される電圧の交流成分を逃がすようになっている。チップインダクタ６２は、チップキャパシタ５４に電気的に直列接続されるとともに、レーザ部２４にも直列接続される。チップインダクタ６２は、レーザ部２４及びチップキャパシタ５４の全体に電気的に直列接続されている。

【0032】

図５は、第１の実施形態に係る光モジュールの模式図である。光モジュール７０は、例えば、ビットレートが１００Ｇｂｉｔ／ｓ級の、送信機能及び受信機能を有する光送受信機（光トランシーバ）であり、ＱＳＦＰ２８（Quad Small Form-factor Pluggable 28）のＭＳＡ(Multi-Source Agreement)規格に基づいている。光モジュール７０は、電気コネクタ７２により光伝送装置（図示せず）に装着されて使用される。光伝送装置は、例えば、大容量のルータやスイッチである。光伝送装置は、例えば交換機の機能を有しており、基地局などに配置される。

【0033】

光モジュール７０は、プリント基板７４と、フレキシブル基板７６と、電気信号を光信号に変換するための光送信サブアセンブリ７８と、光信号を電気信号に変換するための光受信サブアセンブリ８０とを備えている。光送信サブアセンブリ７８には、図１に示す半導体発光装置１００が内蔵され、変調器集積レーザ１８によって、電気信号が光信号へ変換される。光受信サブアセンブリ８０には光信号を電気信号へ変換する受光素子が内蔵されている。光信号の入出力のために、光送信サブアセンブリ７８及び光受信サブアセンブリ８０にはそれぞれ光ファイバ８２が接続されている。

【0034】

プリント基板７４は、柔軟性の無いリジッド基板である。プリント基板７４と光送信サブアセンブリ７８及び光受信サブアセンブリ８０は、それぞれ、フレキシブル基板７６を介して接続されている。プリント基板７４から電気信号がフレキシブル基板７６を介して光送信サブアセンブリ７８へ伝送される。また、光受信サブアセンブリ８０から電気信号がフレキシブル基板７６を介してプリント基板７４へ伝送される。

【0035】

図６は、光送信サブアセンブリ７８、プリント基板７４及びフレキシブル基板７６を示す概略図である。光送信サブアセンブリ７８は、フレキシブル基板７６の一方の端部にフィードスルー８４を介して接続されている。フレキシブル基板７６の他方の端部は、プリント基板７４に重なって電気的に接続されている。

【0036】

図７は、第１の実施形態に係る光送信サブアセンブリ７８の平面図である。光送信サブアセンブリ７８の筐体８６には、図５に示す光ファイバ８２に接続されるレセプタクル８８が取り付けられている。光ファイバ８２に入射する光は、筐体８６に設けられたレンズ９０で集光される。筐体８６には、図６に示すフレキシブル基板７６と接続するためのフィードスルー８４が設けられている。フィードスルー８４は、配線９２，９４，９６を備える。

【0037】

光送信サブアセンブリ７８には、半導体発光装置１００が内蔵されている。半導体発光装置１００は、ペルチェ素子などの熱電素子で温度調整されるようになっていてもよい。第１高周波線路１２及び第２高周波線路１４は、フィードスルー８４の配線９２及び配線９４にそれぞれ接続されて、差動伝送路を構成する。接続にはリボンワイヤ９８が使用される。半導体発光装置１００の直流線路１６は、フィードスルー８４の配線９６にリボンワイヤ９８で接続されている。

【0038】

第１高周波線路１２及び第２高周波線路１４には、差動信号伝送のための高周波信号がそれぞれ入力される。高周波信号は、変調部４０の電極４２及び電極３８にそれぞれ印加される。一方、レーザ部２４及び変調部４０の電極３８が電気的に接続されているので、レーザ部２４にも交流成分を含む電圧が印加される。交流成分は、チップキャパシタ５４を通りやすいので、レーザ部２４への流入がある程度は減少するが、本実施形態では、チップインダクタ６２が電極３６に直列接続するので、レーザ部２４への交流電流の流れをさらに抑えている。

【0039】

図８は、図７に示す光送信サブアセンブリ７８のＥ（電気信号）／Ｏ（光信号）の周波数応答特性を示す図である。図８の実線は、本実施形態の半導体発光装置１００を用いた光送信サブアセンブリ７８の特性を示す。また、破線は、比較例の半導体発光装置を用いた光送信サブアセンブリの特性を示す。

【0040】

比較例の半導体発光装置では、チップキャパシタ５４の上電極５８とチップインダクタ６２の第１端子６４がワイヤを用いて接続される。その他の構成は、本実施形態の半導体発光装置１００と同じである。図８の破線では、１５ＧＨｚ近傍に大きな共振が発生している。これは、チップキャパシタ５４の上電極５８とチップインダクタ６２の第１端子６４を接続するワイヤの寄生インダクタンスや寄生キャパシタンスにより、レーザ部２４への交流電流の流れを十分に抑制できないためである。このため、実際のデータ伝送の際、信号品質が大きく劣化する。一方、本実施形態の半導体発光装置１００を用いた実線では、不要な共振は発生していない。従って、本実施形態の半導体発光装置１００を用いることで、比較例の構成よりも優れた品質の信号伝送が可能であることが分かる。

【0041】

本実施形態によれば、変調器集積レーザ１８の変調部４０からレーザ部２４への高周波成分の廻り込みをチップインダクタ６２とチップキャパシタ５４を用いた受動回路により抑制する構成において、ワイヤ接続に起因する寄生成分を最小限に低減することが可能となり、優れた周波数特性を達成することができる。

【0042】

［第２の実施形態］
図９は、第２の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。図１０は、図９に示す半導体発光装置のＸ－Ｘ線断面図である。第２の実施形態は、基板２１０に絶縁性ブロック２０２が搭載されている点で第１の実施形態と異なる。絶縁性ブロック２０２は、チップインダクタ２６２と基板２１０の間に介在する。レーザ部２２４へ直流電流を印加するための直流線路２１６は、絶縁性ブロック２０２の、基板２１０とは反対の表面に設けられている。直流線路２１６は、絶縁性ブロック２０２とチップインダクタ２６２の間に介在する。また、絶縁性ブロック２０２は、直流線路２１６の少なくとも一部がチップインダクタ２６２の第２端子２６８の直下に位置するように配置されている。

【0043】

図１０に示すように、チップインダクタ２６２の第２端子２６８は、直流線路２１６と直接接続されている。第２端子２６８と直流線路２１６は導電性の接着剤（図示せず）で接着固定されているが、半田で固定してもよい。更に、絶縁性ブロック２０２の厚さは、チップインダクタ２６２が基板２１０の搭載面に対して傾かないように、調整可能である。このため、様々な厚さのチップキャパシタ２５４に対して、いずれの場合でも安定した実装が可能となるため、設計自由度が向上する。更に、第２端子２６８と裏面電極２０８間の実効的な距離を大きくできるため、両者間の電位差に起因する寄生容量を低減できる。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容が該当する。

【0044】

［第３の実施形態］
図１１は、第３の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。図１２は、図１１に示す半導体発光装置のXII－XII線断面図である。第３の実施形態は、チップキャパシタ３５４の直下に導電性ブロック３０４が配置されている点で、第２の実施形態と異なる。導電性ブロック３０４は、チップキャパシタ３５４と電気配線群３４４（第２高周波線路３１４）の間に介在する。導電性ブロック３０４の大きさは、第２高周波線路３１４の幅を超えない大きさに設計されている。また、図１２に示すように、絶縁性ブロック３０２の厚さは、導電性ブロック３０４とチップキャパシタ３５４の双方の厚さに合わせて、チップインダクタ３６２が基板３１０の搭載面に対して傾かないように、調整されている。つまり、導電性ブロック３０４の厚さを調整することで、絶縁性ブロック３０２の厚さを任意に調整可能である。従って、第２の実施形態より絶縁性ブロック３０２を厚くすることが可能である。このため、第２端子３６８と裏面電極３０８間の実効的な距離を第２の実施形態よりも更に大きくでき、両者間の電位差に起因する寄生容量を更に低減できる。その他の内容は、第２の実施形態で説明した内容が該当する。

【0045】

［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明図である。また、図１４は、に示す半導体発光装置のXIV－XIV線断面図である。本実施形態の半導体発光装置は、シングルエンド駆動型である。

【0046】

半導体発光装置は、窒化アルミニウムなどの絶縁材料から成る基板４１０上に、高周波線路４１２と接地パターンと直流線路４１６を有する。電気配線群４４４は、変調部４４０に高周波信号を印加するための高周波線路４１２及び接地パターン４０６を含む。パッド４４８と接地パターン４０６は、整合抵抗４５０を介して接続されている。

【0047】

レーザ部４２４及び変調部４４０は、接地パターン４０６に、電気的に接続されるように搭載されている。変調器集積レーザ４１８は、接地パターン４０６上に電極４３８が対向するように、接合されている。高周波線路４１２は、変調部４４０の電極４４２に電気的に接続される。接続にはワイヤ４４６が使用される。パッド４４８はワイヤ４５２で変調部４４０の電極４４２に電気的に接続されている。したがって、整合抵抗４５０は、変調部４４０に並列に接続される。

【0048】

チップキャパシタ４５４は、レーザ部４２４の後方で、接地パターン４０６に、電気的に接続されるように搭載されている。接地パターン４０６には、変調器集積レーザ４１８の後方に、チップキャパシタ４５４がその下電極４５６が導通するように搭載されている。チップキャパシタ４５４の上電極４５８はワイヤ４６０によってレーザ部４２４の電極４３６に接続されている。したがって、チップキャパシタ４５４はレーザ部４２４に並列接続されており、レーザ部４２４に印加される電圧の交流成分を逃がすようになっている。

【0049】

半導体発光装置は、チップインダクタ４６２を有する。図１４に示すように、チップインダクタ４６２の第１端子４６４は、チップキャパシタ４５４の上電極４５８に直接接続されている。また、第２端子４６８は、直流線路４１６に直接接続されている。従って、チップインダクタ４６２は基板４１０の搭載面に対して所定の角度を以て傾いて実装される。第１端子４６４とチップキャパシタ４５４の上電極４５８は、半田４６６又は導電性接着剤によって、直接的に接続されている。第２端子４６８と直流線路４１６は、図示しない導電性接着剤又は半田で接着固定されている。これにより、チップインダクタ４６２は、チップキャパシタ４５４に直列接続するとともに、レーザ部４２４にも直列接続される。

【0050】

図１５は、本実施形態の半導体発光素子を搭載した光送信サブアセンブリの概略図である。半導体発光装置はペルチェ素子などの熱電素子で温度調整されるようになっていてもよい。光送信サブアセンブリ４７８は、フィードスルー４８４を有する。フィードスルー４８４は、配線４９２，４９６を有している。高周波線路４１２と配線４９２、直流線路４１６と配線４９６は、それぞれ、リボンワイヤ４９８を用いて電気的に接続されている。光送信サブアセンブリ４７８の筐体４８６には、光ファイバを接続するためのレセプタクル４８８及び、光ファイバへ光を集光するためのレンズ４９０がそれぞれ備えられている。

【0051】

高周波線路４１２には、高周波信号が入力される。高周波信号は、変調部４４０の電極４４２に印加される。電極４４２に印加される高周波信号の一部は、変調器集積レーザ４１８の内部などを経由してクロストークノイズとして伝達され、レーザ部４２４にも交流成分を含む電圧が印加される。交流成分は、チップキャパシタ４５４を通りやすいので、レーザ部４２４への流入がある程度は減少するが、本実施形態では、チップインダクタ４６２が電極４３６に直列接続するので、レーザ部４２４への交流電流の流れをさらに抑えている。

【0052】

第４の実施形態の半導体発光装置においても、チップキャパシタ４５４とチップインダクタ４６２はワイヤを用いずに直接接続されているため、不要な共振は発生していない。従って、本実施形態の半導体発光装置を用いることで、チップキャパシタ４５４とチップインダクタ４６２をワイヤ接続する比較例の構成よりも優れた品質の信号伝送が可能であることが分かる。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容が該当する。

【0053】

［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。図１７は、図１６に示す半導体発光装置のXVII－XVII線断面図である。第５の実施形態は、基板５１０上には絶縁性ブロック５０２が搭載されている点で、第４の実施形態と異なる。絶縁性ブロック５０２は、チップインダクタ５６２と基板５１０の間に介在する。

【0054】

レーザ部５２４へ直流電流を印加するための直流線路５１６は、絶縁性ブロック５０２の、基板５１０とは反対の表面に設けられている。直流線路５１６は、絶縁性ブロック５０２とチップインダクタ５６２の間に介在する。直流線路５１６の少なくとも一部がチップインダクタ５６２の第２端子５６８の直下に位置する。

【0055】

図１７に示すように、チップインダクタ５６２の第２端子５６８は、直流線路５１６と直接接続されている。第２端子５６８と直流線路５１６は導電性の接着剤（図示せず）で接着固定されているが、半田で固定してもよい。絶縁性ブロック５０２の厚さは、チップインダクタ５６２が基板５１０の搭載面に対して傾かないように、調整可能である。このため、様々な厚さのチップキャパシタ５５４に対して、いずれの場合でも安定した実装が可能となるため、設計自由度が向上する。更に、第２端子５６８と裏面電極５０８間の実効的な距離を大きくできるため、両者間の電位差に起因する寄生容量を低減できる。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。

【0056】

［第６の実施形態］
図１８は、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は、図１８に示す半導体発光装置のXIX－XIX線断面図である。第６の実施形態は、チップキャパシタ６５４の直下に導電性ブロック６０４が配置されている点で、第５の実施形態と異なる。導電性ブロック６０４は、チップキャパシタ６５４と電気配線群６４４の間に介在する。

【0057】

図１９に示すように、絶縁性ブロック６０２の厚さは、導電性ブロック６０４とチップキャパシタ６５４の双方の厚さに合わせて、チップインダクタ６６２が基板６１０の搭載面に対して傾かないように、調整されている。つまり、導電性ブロック６０４の厚さを調整することで、絶縁性ブロック６０２の厚さを任意に調整可能である。従って、第５の実施形態より絶縁性ブロック６０２を厚くすることが可能である。このため、第２端子６６８と裏面電極６０８間の実効的な距離を第５の実施形態よりも更に大きくでき、両者間の電位差に起因する寄生容量を更に低減できる。その他の内容は、第５の実施形態で説明した内容が該当する。

【0058】

［第７の実施形態］
図２０は、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は、図２０に示す半導体発光装置のXXI－XXI線断面図である。第７の実施形態は、第２高周波線路７１４上の変調器集積レーザ７１８の後方に、２つのチップキャパシタ７５４Ａ，７５４Ｂが搭載されている点で、第１の実施形態とは異なる。

【0059】

チップキャパシタ７５４は、電気的に並列接続された複数のチップキャパシタ７５４Ａ，７５４Ｂを含む。複数のチップキャパシタ７５４Ａ，７５４Ｂのそれぞれは、電気配線群７４４に接合される下電極７５６と、上電極７５８を有する。チップキャパシタ７５４Ａ，７５４Ｂのそれぞれは、下電極７５６が第２高周波線路７１４に導通するように搭載されている。

【0060】

複数のチップキャパシタ７５４Ａ，７５４Ｂの隣り合う一対は、ワイヤ７６１によって、上電極７５８で電気的に接続されている。チップキャパシタ７５４Ａの上電極７５８は、ワイヤ７６０によって、レーザ部７２４の電極７３６に接続されている。したがって、チップキャパシタ７５４Ａ，７５４Ｂは、レーザ部７２４に並列接続されており、レーザ部７２４に印加される電圧の交流成分を逃がすようになっている。

【0061】

半導体発光装置は、チップインダクタ７６２を有する。チップインダクタ７６２の第１端子７６４は、半田７６６又は導電性接着剤によって、複数のチップキャパシタ７５４Ａ，７５４Ｂの１つ（チップキャパシタ７５４Ｂの上電極７５８）に直接的に接合されている。

【0062】

また、第２端子７６８は、直流線路７１６に直接接続されている。従って、図２１に示すように、チップインダクタ７６２は基板７１０の搭載面に対して所定の角度を以て傾いて実装される。第２端子７６８と直流線路７１６は、導電性接着剤（図示せず）で接着固定されている。なお、これらの接着固定には半田を用いてもよい。これにより、チップインダクタ７６２は、チップキャパシタ７５４に直列接続するとともに、レーザ部７２４にも直列接続される。

【0063】

第７の実施形態では、２つのチップキャパシタ７５４Ａ，７５４Ｂが搭載されているため、第１の実施形態よりレーザ部７２４に並列に接続されるチップキャパシタ７５４の実効的な容量が増大している。このため、第１の実施形態よりもより効果的にレーザ部７２４に印加される交流成分の電圧を逃がすことができる。なお、チップキャパシタ７５４Ａ，７５４Ｂの容量は、同じであっても異なっていてもよい。更に、２つより多くのチップキャパシタ７５４をレーザ部７２４へ並列接続する構成も可能である。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容が該当する。

【0064】

［第８の実施形態］
図２２は、第８の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。第８の実施形態は、基板８１０上に絶縁性ブロック８０２が搭載されている点で、第７の実施形態と異なる。絶縁性ブロック８０２は、チップインダクタ８６２と基板８１０の間に介在する。

【0065】

直流線路８１６は、絶縁性ブロック８０２とチップインダクタ８６２の間に介在して、第２端子８６８に直接的に接続されている。レーザ部８２４へ直流電流を印加するための直流線路８１６は、絶縁性ブロック８０２の、基板８１０とは反対の表面に設けられている。また、直流線路８１６の少なくとも一部が、チップインダクタ８６２の第２端子８６８の直下に位置する。

【0066】

チップインダクタ８６２の第２端子８６８は、直流線路８１６と直接接続されている。第２端子８６８と直流線路８１６は導電性の接着剤（図示せず）で接着固定されているが、半田で固定してもよい。更に、絶縁性ブロック８０２の厚さは、チップインダクタ８６２が基板８１０の搭載面に対して傾かないように、調整可能である。このため、様々な厚さのチップキャパシタ８５４に対して、いずれの場合でも安定した実装が可能となるため、設計自由度が向上する。更に、第２端子８６８と裏面電極（図示せず）間の実効的な距離を大きくできるため、両者間の電位差に起因する寄生容量を低減できる。その他の内容は、第７の実施形態で説明した内容が該当する。

【0067】

［第９の実施形態］
図２３は、第９の実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。図２４は、図２３に示す半導体発光装置のXXIV－XXIV線断面図である。第９の実施形態は、複数のチップキャパシタ９５４Ａ，９５４Ｂの一方の直下に導電性ブロック９０４が配置されている点で、第８の実施形態と異なる。導電性ブロック９０４は、チップキャパシタ９５４Ｂと電気配線群９４４の間に介在する。

【0068】

図２４に示すように、絶縁性ブロック９０２の厚さは、導電性ブロック９０４とチップキャパシタ９５４Ｂの双方の厚さに合わせて、チップインダクタ９６２が基板９１０の搭載面に対して傾かないように、調整されている。つまり、導電性ブロック９０４の厚さを調整することで、絶縁性ブロック９０２の厚さを任意に調整可能である。従って、第８の実施形態より絶縁性ブロック９０２を厚くすることが可能である。このため、第２端子９６８と裏面電極９０８間の実効的な距離を第８の実施形態よりも更に大きくすることができ、両者間の電位差に起因する寄生容量を更に低減できる。その他の内容は、第８の実施形態で説明した内容が該当する。

【0069】

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、実施形態で説明した構成は、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】

【0070】

１０ 基板、１２ 第１高周波線路、１４ 第２高周波線路、１６ 直流線路、１８ 変調器集積レーザ、２０ 半導体基板、２４ レーザ部、２６Ａ 下側ＳＣＨ層、２６Ｂ 下側ＳＣＨ層、２８Ａ 上側ＳＣＨ層、２８Ｂ 上側ＳＣＨ層、３０Ａ 多重量子井戸、３０Ｂ 多重量子井戸、３２ 回折格子層、３４Ａ クラッド層、３４Ｂ クラッド層、３６ 電極、３８ 電極、４０ 変調部、４２ 電極、４４ 電気配線群、４６ ワイヤ、４８ パッド、５０ 整合抵抗、５２ ワイヤ、５４ チップキャパシタ、５６ 下電極、５８ 上電極、６０ ワイヤ、６２ チップインダクタ、６４ 第１端子、６６ 半田、６８ 第２端子、７０ 光モジュール、７２ 電気コネクタ、７４ プリント基板、７６ フレキシブル基板、７８ 光送信サブアセンブリ、８０ 光受信サブアセンブリ、８２ 光ファイバ、８４ フィードスルー、８６ 筐体、８８ レセプタクル、９０ レンズ、９２ 配線、９４ 配線、９６ 配線、９８ リボンワイヤ、１００ 半導体発光装置、２０２ 絶縁性ブロック、２０８ 裏面電極、２１０ 基板、２１６ 直流線路、２２４ レーザ部、２５４ チップキャパシタ、２６２ チップインダクタ、２６８ 第２端子、３０２ 絶縁性ブロック、３０４ 導電性ブロック、３０８ 裏面電極、３１０ 基板、３１４ 第２高周波線路、３４４ 電気配線群、３５４ チップキャパシタ、３６２ チップインダクタ、３６８ 第２端子、４０６ 接地パターン、４１０ 基板、４１２ 高周波線路、４１６ 直流線路、４１８ 変調器集積レーザ、４２４ レーザ部、４３６ 電極、４３８ 電極、４４０ 変調部、４４２ 電極、４４４ 電気配線群、４４６ ワイヤ、４４８ パッド、４５０ 整合抵抗、４５２ ワイヤ、４５４ チップキャパシタ、４５６ 下電極、４５８ 上電極、４６０ ワイヤ、４６２ チップインダクタ、４６４ 第１端子、４６６ 半田、４６８ 第２端子、４７８ 光送信サブアセンブリ、４８４ フィードスルー、４８６ 筐体、４８８ レセプタクル、４９０ レンズ、４９２ 配線、４９６ 配線、４９８ リボンワイヤ、５０２ 絶縁性ブロック、５０８ 裏面電極、５１０ 基板、５１６ 直流線路、５２４ レーザ部、５５４ チップキャパシタ、５６２ チップインダクタ、５６８ 第２端子、６０２ 絶縁性ブロック、６０４ 導電性ブロック、６０８ 裏面電極、６１０ 基板、６４４ 電気配線群、６５４ チップキャパシタ、６６２ チップインダクタ、６６８ 第２端子、７１０ 基板、７１４ 第２高周波線路、７１６ 直流線路、７１８ 変調器集積レーザ、７２４ レーザ部、７３６ 電極、７４４ 電気配線群、７５４ チップキャパシタ、７５４Ａ チップキャパシタ、７５４Ｂ チップキャパシタ、７５６ 下電極、７５８ 上電極、７６０ ワイヤ、７６１ ワイヤ、７６２ チップインダクタ、７６４ 第１端子、７６６ 半田、７６８ 第２端子、８０２ 絶縁性ブロック、８１０ 基板、８１６ 直流線路、８２４ レーザ部、８５４ チップキャパシタ、８６２ チップインダクタ、８６８ 第２端子、９０２ 絶縁性ブロック、９０４ 導電性ブロック、９０８ 裏面電極、９１０ 基板、９４４ 電気配線群、９５４ チップキャパシタ、９６２ チップインダクタ、９６８ 第２端子。

【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】

【図22】

【図23】

【図24】