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(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】2024-01-09
(45)【発行日】2024-01-17
(54)【発明の名称】光半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/022 20210101AFI20240110BHJP
【ＦＩ】
H01S5/022
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020563110
(86)(22)【出願日】2019-12-17
(86)【国際出願番号】 JP2019049361
(87)【国際公開番号】W WO2020137682
(87)【国際公開日】2020-07-02
【審査請求日】2022-07-21
(31)【優先権主張番号】P 2018243706
(32)【優先日】2018-12-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】100087480
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 修平
(72)【発明者】
【氏名】宮田 充宜
【審査官】村井 友和
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－２１１０７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２３８８５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２６００９５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｓ ５／０２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
側壁を有する筐体と、前記筐体の前記側壁を貫通し、前記側壁から前記筐体の外方に突出する突出部を有するフィードスルーと、
前記筐体に搭載された部品と電気的に接続され、前記フィードスルーの前記突出部に設けられた接続端子と、
前記筐体の前記側壁の外壁に設けられ、前記筐体の温度を検知する第１温度検知部と、
一端が前記接続端子に接続され、前記一端から離間した箇所が前記第１温度検知部に接続されたフレキシブル基板と、を具備し、
前記第１温度検知部は、前記外壁と前記フレキシブル基板の間に設けられた光半導体装置。
【請求項2】
前記第１温度検知部は、放熱樹脂を介して外壁に接着されている請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項3】
前記第１温度検知部の厚さと前記突出部の突出量は等しい、請求項１または２に記載の光半導体装置。
【請求項4】
前記筐体の内部に収納される波長可変レーザ素子、および前記可変レーザ素子の温度を検知する第２温度検知部をさらに備え、前記接続端子は、前記波長可変レーザ素子および前記第２温度検知部と前記フレキシブル基板上の第１配線を介して、前記波長可変レーザ素子へ電気信号を入力している、請求項１から３のいずれか一項に記載の光半導体装置。
【請求項5】
前記フレキシブル基板上に設けられ、前記第１温度検知部の電極に接続するパッドを同じ面に有する第２配線は、前記第１配線が設けられている面とは異なる面に設けられている、請求項４に記載の光半導体装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光半導体装置に関するものである。本出願は２０１８年１２月２６日出願の日本出願第２０１８－２４３７０６号に基づく優先権を主張し、前記に本出願に記載されたすべての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【0002】
筐体の内部に半導体レーザ素子などを収納し、筐体に電気信号の入力および出力のための端子を設けた光半導体装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。外部機器との接続にはフレキシブル基板を用いることがある（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００１－２４４５４５号公報
【文献】特開２００７－１２３７４１号公報
【発明の概要】
【0004】
本開示に係る光半導体装置は、側壁を有する筐体と、前記筐体の前記側壁を貫通し、前記側壁から前記筐体の外方に突出する突出部を有するフィードスルーと、前記筐体に搭載された部品と電気的に接続され、前記フィードスルーの前記突出部に設けられた接続端子と、前記筐体の前記側壁の外壁に設けられ、前記筐体の温度を検知する第１温度検知部と、一端が前記接続端子に接続され、前記一端から離間した箇所が前記第１温度検知部に接続されたフレキシブル基板と、を具備し、前記第１温度検知部は、前記外壁と前記フレキシブル基板の間に設けられるものである。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【本開示が解決しようとする課題】
【0006】
半導体レーザ素子への電気信号の入力、温度の検知、温度制御など、筐体の内部と外部とでやり取りする情報が増加している。情報に対して端子の数が不足し、例えば筐体の温度を検知するために筐体の内部にサーミスタを設けた構成において、該サーミスタと接続する端子が確保できない場合、筐体の温度の検知などが困難になる。このため情報の増加に対応して端子も増やせばよいが、装置の小型化のためには端子の増設は困難である。そこで、端子数の増加を抑制し、かつ温度の検知が可能な光半導体装置を提供することを目的とする。
【本開示の効果】
【0007】
本開示によれば、端子数の増加を抑制し、かつ温度の検知が可能である。
【0008】
[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。
本開示の一形態は、（１）側壁を有する筐体と、前記筐体の前記側壁を貫通し、前記側壁から前記筐体の外方に突出する突出部を有するフィードスルーと、前記筐体に搭載された部品と電気的に接続され、前記フィードスルーの前記突出部に設けられた接続端子と、前記筐体の前記側壁の外壁に設けられ、前記筐体の温度を検知する第１温度検知部と、一端が前記接続端子に接続され、前記一端から離間した箇所が前記第１温度検知部に接続されたフレキシブル基板と、を具備し、前記第１温度検知部は、前記外壁と前記フレキシブル基板の間に設けられた光半導体装置である。第１温度検知部は外部接続端子に接続されないため、外部接続端子の数の増加を抑制することができる。また第１温度検知部を筐体の外壁に設けることで温度の検知が可能である。
（２）前記第１温度検知部は、放熱樹脂を介して外壁に接着されてもよい。これにより、第１温度検知部を用いて温度を正確に検知することができる。
（３）前記第１温度検知部の厚さと前記突出部の突出量は等しくてもよい。突出部の周囲の空間にサーミスタを配置することで、空間を効果的に活用し、光半導体装置を小型化することができる。
（４）前記筐体の内部に収納される波長可変レーザ素子、および前記可変レーザ素子の温度を検知する第２温度検知部をさらに備え、前記接続端子は、前記波長可変レーザ素子および前記第２温度検知部と前記フレキシブル基板上の第１配線を介して、前記波長可変レーザ素子へ電気信号を入力してもよい。温度調整素子により筐体内部の温度を調整することができ、かつ接続端子の数の増加を抑制することができる。
（５）前記フレシキブル基板上に設けられ、前記第１温度検知部の電極に接続するパッドを同じ面に有する第２配線は、前記第１配線が設けられている面とは異なる面に設けられてもよい。フレキシブル基板と接続端子および第１温度検知部との接続が可能である。
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
本開示の一形態は、（１）側壁を有する筐体と、前記筐体の前記側壁を貫通し、前記側壁から前記筐体の外方に突出する突出部を有するフィードスルーと、前記筐体に搭載された部品と電気的に接続され、前記フィードスルーの前記突出部に設けられた接続端子と、前記筐体の前記側壁の外壁に設けられ、前記筐体の温度を検知する第１温度検知部と、一端が前記接続端子に接続され、前記一端から離間した箇所が前記第１温度検知部に接続されたフレキシブル基板と、を具備し、前記第１温度検知部は、前記外壁と前記フレキシブル基板の間に設けられた光半導体装置である。第１温度検知部は外部接続端子に接続されないため、外部接続端子の数の増加を抑制することができる。また第１温度検知部を筐体の外壁に設けることで温度の検知が可能である。
（２）前記第１温度検知部は、放熱樹脂を介して外壁に接着されてもよい。これにより、第１温度検知部を用いて温度を正確に検知することができる。
（３）前記第１温度検知部の厚さと前記突出部の突出量は等しくてもよい。突出部の周囲の空間にサーミスタを配置することで、空間を効果的に活用し、光半導体装置を小型化することができる。
（４）前記筐体の内部に収納される波長可変レーザ素子、および前記可変レーザ素子の温度を検知する第２温度検知部をさらに備え、前記接続端子は、前記波長可変レーザ素子および前記第２温度検知部と前記フレキシブル基板上の第１配線を介して、前記波長可変レーザ素子へ電気信号を入力してもよい。温度調整素子により筐体内部の温度を調整することができ、かつ接続端子の数の増加を抑制することができる。
（５）前記フレシキブル基板上に設けられ、前記第１温度検知部の電極に接続するパッドを同じ面に有する第２配線は、前記第１配線が設けられている面とは異なる面に設けられてもよい。フレキシブル基板と接続端子および第１温度検知部との接続が可能である。
【0009】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る光半導体装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、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。
本開示の実施形態に係る光半導体装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、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。
【実施例1】
【0010】
図１（ａ）は実施例１に係る光半導体装置１００を例示する平面図であり、図１（ｂ）は光半導体装置１００を例示する断面図である。図１（ａ）の一点鎖線は波長可変レーザ素子３０の出射光の経路を示す。図１（ａ）においてはサーミスタ４０およびフレキシブル基板７０は省略している。図１（ａ）および図１（ｂ）は模式図であり、図中の配線パターン、リードピン２４の数は増減してもよい。
【0011】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、光半導体装置１００は筐体１０、フィードスルー２０、波長可変レーザ素子３０、サーミスタ４０（第１温度検知部）、サーミスタ４１（第２温度検知部）、およびフレキシブル基板７０を有するＴＯＳＡ（Transmitter Optical SubAssembly）である。筐体１０は、縦が１３ｍｍ、横が７ｍｍ、高さが４ｍｍの直方体のケースである。筐体１０の側壁は、例えば鉄・ニッケル・コバルトの合金で形成され、筐体１０の底板は例えば、銅・タングステンの合金で形成されている。筐体１０の側壁のうち１つには窓１８が設けられ、窓１８にはレンズが取り付けられている。窓１８から外部に光を出射する。筐体１０の側壁の別の１つには、電気信号の入力および出力を行うためのフィードスルー２０、およびサーミスタ４０が設けられている。
【0012】
フィードスルー２０は例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などのセラミックで形成され、筐体１０の内部から外部にわたって設けられている。サーミスタ４０は、接着剤などにより、筐体１０の外壁１０ａであってフィードスルー２０の下側に取り付けられている。なお、接着剤は、例えば熱伝導性の高い樹脂系の放熱接着剤（例えばエポキシ系樹脂またはシリコーン系樹脂の接着剤）を用いる。この放熱接着剤の熱伝導率は例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋである。これにより、筐体１０の温度を正確に検知することができる。フィードスルー２０とサーミスタ４０それぞれの表面は同一平面に位置する。
【0013】
筐体１０の内部には温度調整素子１２、キャリア１４、チップキャリア１６、波長可変レーザ素子３０、レンズ３２、ビームスプリッタ３４および３６、受光素子３７および３８が収納され、これらは気密封止される。
【0014】
温度調整素子１２はペルチェ素子を含み、ＴＥＣ（Thermoelectric cooler）として機能する。キャリア１４およびチップキャリアは例えばＡｌ２Ｏ３などのセラミックで形成されている。温度調整素子１２の上にキャリア１４が搭載されている。キャリア１４の上にチップキャリア１６、レンズ３２、ビームスプリッタ３４および３６、受光素子３７および３８、エタロン３９が搭載されている。チップキャリア１６の上に波長可変レーザ素子３０が搭載されている。
【0015】
波長可変レーザ素子３０は後述するように半導体光素子であり、光を出射する。ビームスプリッタ３４および３６はそれぞれ、入力された光を２つに分岐する。受光素子３７および３８は例えばフォトダイオードなどであり、光を受光することで電流を出力する。
【0016】
図１（ａ）に示すように、キャリア１４の上面には例えば２つの配線パターン１５が設けられている。チップキャリア１６の上面には複数の配線パターン１７が設けられている。温度調整素子１２の上面には例えば２つの電極１３が設けられている。
【0017】
フィードスルー２０は例えば酸化アルミニウムを含むセラミックからなり、筐体１０の外部に突出する突出部２０ａが設けられている。フィードスルー２０の表面であって筐体１０内には複数の配線パターン２２が設けられている。フィードスルー２０の筐体１０の外側に位置する部分にある突出部２０ａには、筐体１０の外側に突出する複数のリードピン２４が設けられている。リードピン２４と配線パターン２２とは筐体１０内部の配線により電気的に接続されている。複数のリードピン２４は、波長可変レーザ素子３０に接続されるもの、温度調整素子１２に接続されるもの、受光素子３７および３８に接続されるものを含む。
【0018】
キャリア１４の２つの配線パターン１５のうち一方は受光素子３７と電気的に接続され、かつボンディングワイヤ２５によりフィードスルー２０の配線パターン２２の１つに接続されている。２つの配線パターン１５のうち他方は受光素子３８と電気的に接続され、かつボンディングワイヤ２５により配線パターン２２の別の１つに接続されている。
【0019】
波長可変レーザ素子３０はボンディングワイヤ２６によりチップキャリア１６の配線パターン１７に電気的に接続されている。配線パターン１７はボンディングワイヤ２５を介して配線パターン２２にも接続されている。温度調整素子１２の電極１３はボンディングワイヤ２５を介してフィードスルー２０の配線パターン２２に電気的に接続されている。前述のように配線パターン２２はリードピン２４と電気的に接続されている。
【0020】
図１（ｂ）に示すように、フレキシブル基板７０を筐体１０の外壁１０ａに対向させ、リードピン２４およびサーミスタ４０に接続する。光半導体装置１００はフレキシブル基板７０を通じて、制御装置など外部の機器と電気的に接続される。フレキシブル基板７０は絶縁体などで形成された、折り曲げ可能なプリント基板である。フレキシブル基板７０の面７０ａが光半導体装置１００と対向し、面７０ａとは反対側に面７０ｂが位置する。
【0021】
なお、サーミスタ４０は、フレキシブル基板７０と筐体１０の外壁１０ａの間に設けられている。サーミスタ４０の厚さは、フレキシブル基板７０と筐体１０の外壁１０ａの距離と同じであり、フィードスルー２０の突出部２０ａの突出量とサーミスタ４０の厚さと同じである。突出部２０ａ下の空間にサーミスタ４０を配置することで、空間を効果的に活用し、光半導体装置１００を小型化することができる。突出部２０ａの突出量およびサーミスタ４０の厚さは、例えば、０．５ｍｍである。突出部２０ａの突出量とサーミスタ４０の厚さの公差を考えると、サーミスタ４０の厚さをフィードスルー２０の突出部２０ａの突出量より小さくし、サーミスタ４０と筐体１０の外壁１０ａとの間に空隙が発生した際には、サーミスタ４０と筐体１０の外壁１０ａとの間に放熱性のスペーサを介在し、放熱性の接着剤を用いることで、サーミスタ４０と筐体１０の外壁１０ａは熱的に接続することができる。なお、放熱性のスペーサとして厚さの異なるスペーサを準備することで、公差による放熱の影響を抑制することができる。
【0022】
図２は光半導体装置１００の正面図であり、フィードスルー２０およびサーミスタ４０付近を拡大している。図２に示すように、サーミスタ４０は表面に例えば２つの電極４２を有する。サーミスタ４０の縦の長さが０．８ｍｍ、横の長さ１.６ｍｍであり、電極４２の縦と横の長さはそれぞれ０．６ｍｍである。リードピン２４と電極４２とは、光半導体装置１００の外壁１０ａ側に位置する。
【0023】
図３（ａ）および図３（ｂ）はフレキシブル基板７０を例示する正面図であり、図３（ａ）は面７０ａを図示し、図３（ｂ）は面７０ｂを図示する。図３（ａ）に示すように、面７０ａには２つのパッド７４および２つの配線７６（第２配線）が設けられている。２つのパッド７４のそれぞれに配線７６が接続され、配線７６はフレキシブル基板７０とともに延伸する。図３（ｂ）に示すように、面７０ｂには複数の配線７８（第１配線）が設けられている。面７０ａから面７０ｂにかけてフレキシブル基板７０を貫通する複数のビア７２が設けられ、ビア７２から配線７８が延伸する。配線７６および７８は不図示の外部機器に接続される。
【0024】
【0025】
図４（ａ）に示すように、リードピン２４がフレキシブル基板７０のビア７２に挿入され、ビア７２を介して図４（ｂ）の配線７８と電気的に接続される。サーミスタ４０の電極４２のそれぞれは半田によりパッド７４と接続される。
【0026】
図５は波長可変レーザ素子３０を例示する断面図である。図５に示すように、波長可変レーザ素子３０はＴＤＡ－ＤＦＢ（Tunable Distributed Amplified-DFB）領域Ａと、ＣＳＧ－ＤＢＲ（Chirped Sampled Grating Distributed Bragg Reflector）領域Ｂと、ＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier）領域Ｃとを備える。フロント側からリア側にかけて、ＳＯＡ領域Ｃ、ＴＤＡ－ＤＦＢ領域Ａ、ＣＳＧ－ＤＢＲ領域Ｂが順に配置されている。
【0027】
ＴＤＡ－ＤＦＢ領域Ａは、基板５０上に、下クラッド層５１、活性層５２、および上クラッド層５４が積層された構造を有する。上クラッド層５４上には、コンタクト層５５および電極５６が積層された領域と、絶縁膜５７上にヒータ５８ａが積層された領域とが、それぞれ複数設けられている。
【0028】
ＣＳＧ－ＤＢＲ領域Ｂは、基板５０上に、下クラッド層５１、光導波層５３、上クラッド層５４、絶縁膜５７、および複数のヒータ５８ｂが積層された構造を有する。各ヒータ５８ｂには、電源電極５９およびグランド電極６０が設けられている。ＳＯＡ領域Ｃは、基板５０上に、下クラッド層５１、光増幅層６４、上クラッド層５４、コンタクト層６５、および電極６６が積層された構造を有する。
【0029】
ＴＤＡ－ＤＦＢ領域Ａ、ＣＳＧ－ＤＢＲ領域ＢおよびＳＯＡ領域Ｃにおいて、基板５０、下クラッド層５１、および上クラッド層５４は、一体的に形成されている。活性層５２、光導波層５３、および光増幅層６４は、同一面上に形成されている。ＴＤＡ－ＤＦＢ領域ＡとＣＳＧ－ＤＢＲ領域Ｂとの境界は、活性層５２と光導波層５３との境界と対応している。
【0030】
ＳＯＡ領域Ｃ側における基板５０、下クラッド層５１、光導波層５３および上クラッド層５４の端面には、端面膜６２が形成されている。本実施例では、端面膜６２は無反射（ＡＲ：Anti Reflection）膜である。端面膜６２は、波長可変レーザ素子３０のフロント側端面として機能する。ＣＳＧ－ＤＢＲ領域Ｂ側における基板５０、下クラッド層５１、光導波層５３、および上クラッド層５４の端面には、端面膜６３が形成されている。本実施例では、端面膜６３はＡＲ膜である。端面膜６３は、波長可変レーザ素子３０のリア側端面として機能する。
【0031】
基板５０は、例えば、ｎ型ＩｎＰからなる結晶基板である。下クラッド層５１はｎ型、上クラッド層５４はｐ型であり、それぞれ例えばＩｎＰによって構成される。下クラッド層５１および上クラッド層５４は、活性層５２、光導波層５３、および光増幅層６４を上下で光閉込めしている。
【0032】
回折格子（コルゲーション）６７は、ＴＤＡ－ＤＦＢ領域ＡおよびＣＳＧ－ＤＢＲ領域Ｂの下クラッド層５１に所定の間隔を空けて複数箇所に形成されている。それにより、ＴＤＡ－ＤＦＢ領域ＡおよびＣＳＧ－ＤＢＲ領域Ｂにサンプルドグレーティングが形成される。回折格子６７は、下クラッド層５１とは異なる屈折率の材料で構成されている。下クラッド層５１がＩｎＰの場合、回折格子の材料として、例えばＧａ０．２２Ｉｎ０．７８Ａｓ０．４７Ｐ０．５３を用いることができる。
【0033】
活性層５２は、利得を有する半導体により構成されている。活性層５２は、例えば量子井戸構造を有しており、例えばＧａ０．３２Ｉｎ０．６８Ａｓ０．９２Ｐ０．０８（厚さ５ｎｍ）からなる井戸層と、Ｇａ０．２２Ｉｎ０．７８Ａｓ０．４７Ｐ０．５３（厚さ１０ｎｍ）からなる障壁層が交互に積層された構造を有する。光導波層５３は、例えばバルク半導体層で構成することができ、例えばＧａ０．２２Ｉｎ０．７８Ａｓ０．４７Ｐ０．５３によって構成することができる。本実施例においては、光導波層５３は、活性層５２よりも大きいエネルギギャップを有する。
【0034】
光増幅層６４は、電極６６からの電流注入によって利得が与えられ、それによって光増幅をなす領域である。光増幅層６４は、例えば量子井戸構造で構成することができ、例えばＧａ０．３５Ｉｎ０．６５Ａｓ０．９９Ｐ０．０１（厚さ５ｎｍ）の井戸層とＧａ０．１５Ｉｎ０．８５Ａｓ０．３２Ｐ０．６８（厚さ１０ｎｍ）の障壁層が交互に積層された構造とすることができる。また、他の構造として、例えばＧａ０．４４Ｉｎ０．５６Ａｓ０．９５Ｐ０．０５からなるバルク半導体を採用することもできる。なお、光増幅層６４と活性層５２とを同じ材料で構成することもできる。
【0035】
コンタクト層５５および６５は、例えばｐ型Ｇａ０．４７Ｉｎ０．５３Ａｓ結晶によって構成することができる。絶縁膜５７は、窒化シリコン膜（ＳｉＮ）または酸化シリコン膜（ＳｉＯ）からなる保護膜である。ヒータ５８ａおよび５８ｂは、チタンタングステン（ＴｉＷ）で構成された薄膜抵抗体である。端面膜６２および６３は、１．０％以下の反射率を有するＡＲ膜であり、実質的にその端面が無反射となる特性を有する。ＡＲ膜は、例えばＭｇＦ２およびＴｉＯＮからなる誘電体膜で構成することができる。
【0036】
電極５６および６６、電源電極５９およびグランド電極６０は、金（Ａｕ）等の導電性材料からなる。基板５０の下部には、裏面電極６１が形成されている。裏面電極６１は、ＴＤＡ－ＤＦＢ領域Ａ、ＣＳＧ－ＤＢＲ領域ＢおよびＳＯＡ領域Ｃにまたがって形成されている。
【0037】
電極５６および６６、ヒータ５８ａおよび５８ｂはそれぞれ図１（ａ）に示すボンディングワイヤ２６によりチップキャリア１６の配線パターン１７に電気的に接続されている。
【0038】
図１（ｂ）、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、リードピン２４をフレキシブル基板７０に接続することで、フレキシブル基板７０を介して電気信号の入力および出力が可能である。フレキシブル基板７０の配線７８、リードピン２４、配線パターン２２および１７、ボンディングワイヤ２５および２６を通じて、波長可変レーザ素子３０の電極５６および６６、ヒータ５８ａおよび５８ｂに電力を供給する。これにより波長可変レーザ素子３０が駆動し、レーザ光を出射する。
【0039】
図１（ａ）に一点鎖線で示すように、出射された光はレンズ３２を通過し、ビームスプリッタ３４で分岐する。分岐した光の一方は窓１８から外側に出力される。分岐した光の他方はビームスプリッタ３６で分岐し、分岐後の光が受光素子３７および３８に入力する。
【0040】
受光素子３７および３８はエタロン３９を通過後の光を受光することで電流を出力し、配線パターン１５、ボンディングワイヤ２５、配線パターン２２、およびリードピン２４を通じて、受光素子３７および３８が出力する電流を検出する。電流に基づいて波長可変レーザ素子３０の波長制御が可能である。
【0041】
フレキシブル基板７０の配線７８、リードピン２４、配線パターン２２および電極１３を通じて、温度調整素子１２に電力を供給することで、波長可変レーザ素子３０の温度を調整し、波長制御を行う。
【0042】
筐体１０の温度の検知はサーミスタ４０により行う。サーミスタ４０は筐体１０の表面の温度を検知し、温度に応じた電流を出力する。電極４２、パッド７４および配線７６を通じてサーミスタ４０の出力する電流を検知することで、筐体１０の表面の温度を検知することができる。
【0043】
実施例１によれば、筐体１０の外壁１０ａにサーミスタ４０が設けられ、フレキシブル基板７０と電気的に接続される。これにより外部機器による筐体１０の温度の検知および波長可変レーザ素子３０の温度制御などが可能である。サーミスタ４０とフレキシブル基板７０との接続は図４（ａ）に示すように電極４２とパッド７４とを用いて行い、リードピン２４は用いない。すなわちリードピン２４はサーミスタ４０に接続されるものを含まないため、リードピン２４の数の増加を抑制することができる。
【0044】
後述のように、温度調整素子１２、受光素子３７および３８などは筐体１０の外に設けることが困難である。一方、サーミスタ４０を筐体１０の外に設けても、筐体１０の温度の検知が可能である。すなわち、サーミスタ４０が検知する外壁１０ａの温度を検知することで筐体１０の温度検知ができる。これにより温度の検知とリードピン２４の数の増加の抑制が可能である。
【0045】
フィードスルー２０は、筐体１０の１つの外壁１０ａから筐体１０の外側に突出し、リードピン２４はフィードスルー２０の表面であって筐体１０の外側に設けられている。サーミスタ４０は、筐体１０の外側に設ければよく、筐体１０の外壁１０ａ以外の壁面に設けてもよい。しかし、フレキシブル基板７０を長く引き回すことで構成が複雑になる。したがってサーミスタ４０は、フィードスルー２０と同様に外壁１０ａに設けることが好ましい。フレキシブル基板７０を外壁１０ａと対向させることで、フレキシブル基板７０と、リードピン２４およびサーミスタ４０とを電気的に接続することができる。このため構成が簡単になる。
【0046】
フレキシブル基板７０の面７０ａにパッド７４および配線７６が設けられている。面７０ａを外壁１０ａに対向させてフレキシブル基板７０をリードピン２４に接続することで、サーミスタ４０の電極４２とパッド７４および配線７６とが接続される。また、面７０ｂの配線７８は、ビア７２を介してリードピン２４に接続される。これによりフレキシブル基板７０による光半導体装置１００と外部機器との電気的な接続が可能である。
【0047】
図５に示すように、波長可変レーザ素子３０は、電極５６および６６、ヒータ５８ａおよび５８ｂを有する。複数のリードピン２４はこれらと接続されるものを含むため、リードピン２４の数が多くなる。しかしリードピン２４が増えすぎると、光半導体装置１００の小型化が困難となる。実施例１によれば、サーミスタ４０を筐体１０の外に設けるため、リードピン２４はサーミスタ４０に接続しない。したがってリードピン２４の本数の増加を抑制することができ、光半導体装置１００の小型化が可能となる。なお、波長可変レーザ素子３０は利得領域としてＴＤＡ－ＤＦＢ領域Ａ以外にＳＧ－ＤＦＢ領域などを有してもよいし、反射領域としてＣＳＧ－ＤＢＲ領域Ｂ以外にＳＧ－ＤＢＲ領域などを有してもよい。
【0048】
温度調整素子１２を筐体１０の外に設けると波長可変レーザ素子３０の温度制御が困難となるため、温度調整素子１２は筐体１０内に搭載することが好ましい。この場合、リードピン２４の一部は温度調整素子１２の電極１３と接続される。実施例１によれば、温度調整素子１２を筐体１０内に収納し、かつサーミスタ４０を筐体１０の外に設ける。このため、温度調整素子１２による温度制御が可能であり、かつリードピン２４の本数の増加が抑制される。
【0049】
受光素子３７および３８は光を受光して電流を出力し、この電流に基づき波長可変レーザ素子３０の波長制御を行う。したがって、受光素子３７および３８は波長可変レーザ素子３０などとともに筐体１０内に収納することが好ましい。この場合、リードピン２４の一部は温度調整素子１２の電極１３と接続される。実施例１によれば、受光素子３７および３８を筐体１０内に収納し、かつサーミスタ４０を筐体１０の外に設ける。このため、受光素子３７および３８を用いた波長制御が可能であり、かつリードピン２４の本数の増加が抑制される。
【実施例2】
【0050】
実施例２におけるリードピン２４の配置は実施例１とは異なる。図６（ａ）は実施例２に係る光半導体装置２００を例示する断面図である。図６（ｂ）は光半導体装置２００の正面図であり、フィードスルー２０およびサーミスタ４０付近を拡大している。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、フィードスルー２０の筐体１０の外の部分には段差が設けられ、それぞれの段に複数のリードピン２４が設けられている。
【0051】
図７（ａ）および図７（ｂ）はフレキシブル基板７０をリードピン２４に接続した状態を示す正面図であり、図７（ａ）は面７０ａ側を図示し、図７（ｂ）は面７０ｂ側を図示する。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、リードピン２４に対応して二列のビア７２が設けられている。図７（ａ）に示すように、サーミスタ４０はビア７２の下側に位置し、電極４２とパッド７４とが接続される。図７（ｂ）に示すように面７０ｂには各ビア７２に接続された配線７８が設けられている。他の構成は実施例１と同じである。
【0052】
実施例２によれば、実施例１と同様に、リードピン２４はサーミスタ４０に接続されるものを含まないため、リードピン２４の数の増加を抑制することができる。また、サーミスタ４０により温度の検知が可能である。
【実施例3】
【0053】
図８はフレキシブル基板７０をリードピン２４に接続した状態を示す正面図であり、面７０ａ側を図示している。図８に示すように、面７０ａに配線７６および７８が設けられている。配線７８は折り曲げられ、サーミスタ４０に重ならない。このため配線７８とパッド７４および配線７８との接続が抑制される。フレキシブル基板７０の面７０ａを筐体１０に対向させることで、サーミスタ４０の電極４２とパッド７４とが接続され、リードピン２４と配線７８とが接続される。他の構成は実施例１または２と同じである。
【0054】
実施例３によれば、実施例１と同様に、リードピン２４はサーミスタ４０に接続されるものを含まないため、リードピン２４の数の増加を抑制することができる。また、サーミスタ４０により温度の検知が可能である。
【0055】
実施例１～３のように、リードピン２４の配置に応じてビア７２の配置を定め、さらに配線７６および７８のレイアウトも調整する。これによりフレキシブル基板７０を介した光半導体装置の制御が可能である。外部接続端子としてはリードピン以外のものでもよい。温度検知部としてはサーミスタ４０以外のセンサを用いてもよい。
【0056】
以上、本開示の実施例について詳述したが、本開示は係る特定の実施例に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【0057】
１０ 筐体
１０ａ 外壁
１２ 温度調整素子
１３、４２、５６、６６ 電極
１４ キャリア
１５、１７、２２ 配線パターン
１６ チップキャリア
１８ 窓
２０ フィードスルー
２０ａ 突出部
２４ リードピン
２５、２６ ボンディングワイヤ
３０ 波長可変レーザ素子
３２ レンズ
３４、３６ ビームスプリッタ
３７、３８ 受光素子
３９ エタロン
４０、４１ サーミスタ
５０ 基板
５１ 下クラッド層
５２ 活性層
５３ 光導波層
５４ 上クラッド層
５５ コンタクト層
５７ 絶縁膜
５８ａ、５８ｂ ヒータ
５９ 電源電極
６０ グランド電極
６１ 裏面電極
６２、６３ 端面膜
６４ 光増幅層
６７ 回折格子
７０ フレキシブル基板
７０ａ、７０ｂ 面
７２ ビア
７４ パッド
７６、７８ 配線
１００、２００ 光半導体装置
１０ａ 外壁
１２ 温度調整素子
１３、４２、５６、６６ 電極
１４ キャリア
１５、１７、２２ 配線パターン
１６ チップキャリア
１８ 窓
２０ フィードスルー
２０ａ 突出部
２４ リードピン
２５、２６ ボンディングワイヤ
３０ 波長可変レーザ素子
３２ レンズ
３４、３６ ビームスプリッタ
３７、３８ 受光素子
３９ エタロン
４０、４１ サーミスタ
５０ 基板
５１ 下クラッド層
５２ 活性層
５３ 光導波層
５４ 上クラッド層
５５ コンタクト層
５７ 絶縁膜
５８ａ、５８ｂ ヒータ
５９ 電源電極
６０ グランド電極
６１ 裏面電極
６２、６３ 端面膜
６４ 光増幅層
６７ 回折格子
７０ フレキシブル基板
７０ａ、７０ｂ 面
７２ ビア
７４ パッド
７６、７８ 配線
１００、２００ 光半導体装置
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】