特許 7480653 光半導体装置

(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】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】光半導体装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/025 20060101AFI20240501BHJP

   H01S 5/022 20210101ALI20240501BHJP

   H01S 5/0233 20210101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

G02F1/025

H01S5/022

H01S5/0233

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020155500

(22)【出願日】2020-09-16

(65)【公開番号】P2022049344

(43)【公開日】2022-03-29

【審査請求日】2023-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100182006

【弁理士】

【氏名又は名称】湯本 譲司

(72)【発明者】

【氏名】板橋 直樹

(72)【発明者】

【氏名】原 弘

【審査官】大西 孝宣

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１５２１５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１２０８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３０５９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０２０７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２０９０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６２０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７１４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０１０７１１４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／００ － １／１２５

Ｇ０２Ｆ １／２１ － ７／００

Ｈ０１Ｓ ５／００ － ５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に搭載され、信号を伝送する第１パターンと、前記第１パターンとコプレーナ回路を構成する基準電位を有する第２パターンと、直流電流を供給する第３パターンと、を表面に有するキャリアと、
前記キャリアに搭載され、裏面に設けられており前記キャリアの前記第２パターンと接続する第１電極と、表面に設けられており前記キャリアの前記第１パターンと接続する第２電極と、を有する変調器と、
前記キャリアに搭載され、裏面に設けられており前記キャリアの前記第２パターンと接続される第３電極と、表面に設けられており前記キャリアの前記第３パターンと接続される第４電極と、を有するレーザ部と、
一端が前記キャリアの前記第２パターンに、他端が前記第１電極に接続する第１接続部と、
一端が前記基板の表面に、他端が前記レーザ部の前記第３電極に接続する第２接続部と、
を備え、
前記変調器および前記レーザ部は、それぞれの表面と前記キャリアの表面とが対向するように搭載されている、光半導体装置。

【請求項2】

前記変調器および前記レーザ部は、集積された変調器付半導体レーザである、請求項１に記載の光半導体装置。

【請求項3】

前記第１接続部の前記一端は第１面を有し、前記第１接続部の前記他端は第２面を有し、
前記第２接続部の前記一端は第３面を有し、前記第２接続部の前記他端は第４面を有する、
請求項１または請求項２に記載の光半導体装置。

【請求項4】

前記第２接続部は、前記第２接続部の前記第３面に交差する第５面を更に有し、
前記第２接続部の前記第３面は、前記基板の表面と接続し、
前記第２接続部の前記第５面は、前記キャリアの側面に沿うように配置されている、
請求項３に記載の光半導体装置。

【請求項5】

前記基板は、金属または絶縁体によって構成されている、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光半導体装置。

【請求項6】

前記キャリアは、絶縁体によって構成されている、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光半導体装置。

【請求項7】

前記第１接続部は、金属または絶縁体によって構成されている、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光半導体装置。

【請求項8】

前記第２接続部は、金属または絶縁体によって構成されている、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光半導体装置。

【請求項9】

前記第１接続部および前記第２接続部の少なくともいずれかは絶縁体によって構成されており、
前記絶縁体の表面に金属パターンが形成されている、
請求項７または請求項８に記載の光半導体装置。

【請求項10】

前記第１接続部および前記第２接続部は一体とされている、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光半導体装置。

【請求項11】

前記基板の熱伝導率は、前記キャリアの熱伝導率より高い、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、光電変換半導体装置が記載されている。光電変換半導体装置は、半導体レーザ部および光変調器部を含む光変調器付き半導体レーザ素子と、高周波回路基板および伝送線路を含む高周波電気回路と、終端抵抗と、容量性整合回路と、複数の金属ワイヤとを備える。

【0003】

また、特許文献１には、フリップチップ型光変調器付き半導体レーザ装置が記載されている。この半導体レーザ装置は、半導体レーザ部および光変調器部を含むフリップチップ型の光変調器付き半導体レーザ素子と、開放型スタブと、終端抵抗の抵抗体と、スルーホールと、電極とを備える。電極は、光変調器部への信号入力電極、半導体レーザ素子の接地電極、および半導体レーザ部への駆動電流を入力するレーザ入力電極、を含む。

【0004】

光変調器付き半導体レーザ素子は、信号入力電極およびはんだを介して高周波電気回路の伝送線路に接続されている。また、光変調器付き半導体レーザ素子は、接地電極、はんだ、および高周波電気回路の伝送線路を介して、スルーホールに接続されている。スルーホールは、当該伝送線路を介して抵抗体の一端を接続する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００１－２０９０１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述した金属ワイヤによって接続を行う場合には、外部回路に電流が流れ出すカソード電極が、外部回路から電流が流れ込むアノード電極の裏面（アノード電極の反対側の面）に設けられる。金属ワイヤによる接続では、５０ＧＨｚを超える周波数帯域における高速駆動が金属ワイヤのインダクタンスによって妨げられる可能性がある。

【0007】

本開示は、インダクタンスを低減させることができる光半導体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】

一形態に係る光半導体装置は、基板と、基板上に搭載され、信号を伝送する第１パターンと、第１パターンとコプレーナ回路を構成する基準電位を有する第２パターンと、直流電流を供給する第３パターンと、を表面に有するキャリアと、キャリアに搭載され、裏面に設けられておりキャリアの第２パターンと接続する第１電極と、表面に設けられておりキャリアの第１パターンと接続する第２電極と、を有する変調器と、キャリアに搭載され、裏面に設けられておりキャリアの第２パターンと接続される第３電極と、表面に設けられておりキャリアの第３パターンと接続される第４電極と、を有するレーザ部と、一端がキャリアの第２パターンに、他端が第１電極に接続する第１接続部と、一端が基板の表面に、他端がレーザ部の第３電極に接続する第２接続部と、を備え、変調器およびレーザ部は、それぞれの表面とキャリアの表面とが対向するように搭載されている。

【0009】

別の形態に係る光半導体装置は、信号を伝送する第１パターン、および第１パターンとコプレーナ線路を構成する基準電位を有する第２パターン、を表面に有するキャリアと、裏面に設けられておりキャリアの第２パターンと接続する第１電極、および、表面に設けられておりキャリアの第１パターンと接続する第２電極、を有する変調器と、一端がキャリアの第２パターンに接続し、他端が変調器の第１電極に接続する第１接続部と、を備え、変調器の表面と、キャリアの表面が互いに対向している。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、インダクタンスを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態に係る光半導体装置におけるキャリア、変調器および第１接続部を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１のキャリア、変調器および第１接続部を模式的に示す断面図である。

【図3】図３は、図１の光半導体装置の基板、キャリアおよび集積型半導体レーザ装置を示す斜視図である。

【図4】図４は、図３の集積型半導体レーザ装置の変調器およびレーザ部を示す斜視図である。

【図5】図５は、図１の光半導体装置における基板、キャリア、集積型半導体レーザ装置、第１接続部、および第２接続部を示す斜視図である。

【図6】図６は、図５の第１接続部を示す斜視図である。

【図7】図７は、図５の第２接続部を示す斜視図である。

【図8】図８は、変形例に係る第１接続部および第２接続部を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［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。一実施形態に係る光半導体装置はｍ、基板と、基板上に搭載され、信号を伝送する第１パターンと、第１パターンとコプレーナ回路を構成する基準電位を有する第２パターンと、直流電流を供給する第３パターンと、を表面に有するキャリアと、キャリアに搭載され、裏面に設けられておりキャリアの第２パターンと接続する第１電極と、表面に設けられておりキャリアの第１パターンと接続する第２電極と、を有する変調器と、キャリアに搭載され、裏面に設けられておりキャリアの第２パターンと接続される第３電極と、表面に設けられておりキャリアの第３パターンと接続される第４電極と、を有するレーザ部と、一端がキャリアの第２パターンに、他端が第１電極に接続する第１接続部と、一端が基板の表面に、他端がレーザ部の第３電極に接続する第２接続部と、を備え、変調器およびレーザ部は、それぞれの表面とキャリアの表面とが対向するように搭載されている。

【0013】

この光半導体装置は、基板、キャリアおよび集積型半導体レーザを備え、集積型半導体レーザは変調器およびレーザ部を有する。集積型半導体レーザは、変調器およびレーザ部のそれぞれの表面がキャリアの表面に対向するようにキャリアに搭載されている。キャリアは、その表面に、第１パターン、第２パターンおよび第３パターンを有し、変調器は、その表面に第２電極を有する。また、レーザ部は、その表面に第４電極を有する。第４電極はキャリアの第３パターンに接続されており、第２電極はキャリアの第１パターンに接続されている。また、光半導体装置は第１接続部および第２接続部を備える。第１接続部は、変調器の裏面に形成された第１電極と、キャリアの表面に形成された第２パターンとを接続する。したがって、変調器の裏面に第１電極としてカソード電極が形成されている場合に、線路から給電された高周波信号のリターンパスを確保することができ、接地側に着くインダクタンスを低減させることができる。さらに、第２接続部は、レーザ部の裏面に形成された第３電極と、基板の表面とを接続する。よって、レーザ部が第２接続部を介して基板の表面に接続されており、レーザ部から基板への放熱経路を確保することができるので、放熱性を高めることができる。

【0014】

変調器およびレーザ部は、集積された変調器付半導体レーザであってもよいし、変調器およびレーザ部のそれぞれが別体であってもよい。本開示の変調器およびレーザ部は、それぞれが別体であっても、光半導体装置の第１接続部および第２接続部によって、リターンパスの確保、および放熱経路の確保等のそれぞれの効果を得ることができる。なお、変調器およびレーザ部が集積された変調器付半導体レーザにおいては、集積されていることで、リターンパスおよび放熱経路等のそれぞれが影響を受けやすくなるため、光半導体装置の第１接続部および第２接続部を設けることによる効果をより高めることができる。

【0015】

第１接続部の一端は第１面を有してもよく、第１接続部の他端は第２面を有してもよく、第２接続部の一端は第３面を有してもよく、第２接続部の他端は第４面を有してもよい。この場合、第１接続部の一端と第２パターンとを面接触させることが可能となり、第１接続部の他端と変調器の第１電極とを面接触させることが可能となる。そして、第２接続部の一端と基板の表面とを面接触させることが可能となり、第２接続部の他端とレーザ部の第３電極とを面接触させることが可能となる。したがって、高周波信号のリターンパスの効果、および放熱経路の確保の効果をより高めることができる。

【0016】

第２接続部は、第２接続部の第３面に交差する第５面を更に有し、第２接続部の第３面は、基板の表面と接続し、第２接続部の第５面は、キャリアの側面に沿うように配置されていてもよい。この場合、第２接続部の一側面である第５面をキャリアに沿って配置することができる。

【0017】

基板は、金属または絶縁体によって構成されていてもよい。この場合、金属製の基板、または絶縁体製の基板を用いることが可能となる。

【0018】

キャリアは、絶縁体によって構成されていてもよい。

【0019】

第１接続部は、金属または絶縁体によって構成されていてもよい。この場合、金属製の第１接続部、または絶縁体製の第１接続部を用いることが可能となる。

【0020】

第２接続部は、金属または絶縁体によって構成されていてもよい。この場合、金属製の第２接続部、または絶縁体製の第２接続部を用いることが可能となる。

【0021】

第１接続部および第２接続部の少なくともいずれかは絶縁体によって構成されており、絶縁体の表面に金属パターンが形成されていてもよい。この場合、第１接続部および第２接続部の少なくともいずれかにおける集積型半導体レーザとの接触面に金属パターンを形成することが可能となる。

【0022】

第１接続部および第２接続部は一体とされていてもよい。この場合、第１接続部および第２接続部が１つの部品とされている。よって、部品点数の増加を抑制することができると共に、第１接続部および第２接続部の取り扱いを容易に行うことができる。

【0023】

別の形態に係る光半導体装置は、信号を伝送する第１パターン、および第１パターンとコプレーナ線路を構成する基準電位を有する第２パターン、を表面に有するキャリアと、裏面に設けられておりキャリアの第２パターンと接続する第１電極、および、表面に設けられておりキャリアの第１パターンと接続する第２電極、を有する変調器と、一端がキャリアの第２パターンに接続し、他端が変調器の第１電極に接続する第１接続部と、を備え、変調器の表面と、キャリアの表面が互いに対向している。

【0024】

この光半導体装置は、キャリアおよび変調器を備える。変調器は、その表面がキャリアの表面に対向するようにキャリアに搭載されている。キャリアは、その表面に、第１パターンおよび第２パターンを有し、変調器の表面には第２電極が形成されている。第２電極はキャリアの第１パターンに接続されている。また、光半導体装置は第１接続部を備え、第１接続部は変調器の裏面に形成された第１電極とキャリアの表面に形成された第２パターンとを接続する。したがって、変調器の裏面に第１電極としてカソード電極が形成されている場合に、線路から給電された高周波信号のリターンパスを確保することができる。したがって、接地側に着くインダクタンスを低減させることができる。

【0025】

基板の熱伝導率は、キャリアの熱伝導率より高くてもよい。

【0026】

［本開示の実施形態の詳細］
実施形態の光半導体装置の具体例を以下で図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、下記の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示され、特許請求の範囲と均等の範囲内における全ての変更が含まれることが意図される。図面の説明において、同一または相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解を容易にするため、一部を簡略化または誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。

【0027】

図１は、実施形態に係る例示的な光半導体装置１のキャリア１０、集積型半導体レーザ２０、および第１接続部３０を示す斜視図である。図２は、キャリア１０、集積型半導体レーザ２０、および第１接続部３０の模式的な側面図である。図３は、光半導体装置１の基板２、キャリア１０、および集積型半導体レーザ２０を示す斜視図である。

【0028】

集積型半導体レーザ２０は、例えば、電界吸収変調器（ＥＡ（Electro-Absorption）変調器）を含む電界吸収型変調器集積レーザ（ＥＭＬ：Electro-absorption Modulator Laser Diode）である。集積型半導体レーザ２０は、一例として、第３方向Ｄ３に厚みを有する板状とされている。

【0029】

図１、図２および図３に示されるように、光半導体装置１では、基板２、キャリア１０、および集積型半導体レーザ２０がこの順で積層されている。基板２は、例えば、銅タングステン（ＣｕＷ）によって構成されている。基板２は、キャリア１０および集積型半導体レーザ２０の土台として機能する。なお、基板２の材料は、銅タングステン以外のものであってもよく、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミニウムシリコンカーバイド（Ａｌ－ＳｉＣ）、およびマグネシウムシリコンカーバイド（Ｍｇ－ＳｉＣ）のいずれかであってもよい。

【0030】

例えば、キャリア１０は、絶縁体によって構成されている。キャリア１０の材料は、一例として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であってもよい。ＡｌＮは、高い放熱性を有する放熱性材料であるため、キャリア１０を介した放熱には適している。しかしながら、ＡｌＮの誘電率が高いため、ＡｌＮ製のキャリア１０は、高周波伝送に向かないという側面もある。また、キャリア１０は、ＡｌＮより放熱性が低い酸化アルミニウム（ＡｌＯ）であってもよい。

【0031】

基板２はキャリア１０が搭載される表面２ｂを有し、キャリア１０は集積型半導体レーザ２０が搭載される表面１０ｂを有する。例えば、表面１０ｂは、集積型半導体レーザ２０の長手方向である第１方向Ｄ１、および、集積型半導体レーザ２０の幅方向である第２方向Ｄ２に延在すると共に、第３方向Ｄ３に厚みを有する。キャリア１０は、例えば、第１方向Ｄ１および第３方向Ｄ３に延在する側面１０ｃと、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３に延在する側面１０ｄとを有する。

【0032】

キャリア１０は、表面１０ｂに、信号を伝送する第１パターン１１と、第１パターン１１とコプレーナ回路を構成する基準電位を有する第２パターン１２と、直流電流を供給する第３パターン１３とを有する。また、集積型半導体レーザ２０は変調器２１とレーザ部２２とを含む変調器付半導体レーザである。変調器２１は、キャリア１０に対向する表面２１ｂと、キャリア１０の反対側を向く裏面２１ｃとを有する。変調器２１およびレーザ部２２は、集積された変調器付半導体レーザ２０であってもよいし、変調器２１およびレーザ部２２のそれぞれが別体であってもよい。

【0033】

レーザ部２２も、変調器２１と同様、キャリア１０と対向する表面２２ｂと、キャリア１０の反対側を向く裏面２２ｃとを有する。集積型半導体レーザ２０は、さらに、第１方向Ｄ１および第３方向Ｄ３に延在する側面２０ｄと、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３に延在する側面２０ｆとを有する。側面２０ｄには、第１接続部３０および第２接続部４０のそれぞれが対向する。

【0034】

光半導体装置１は、更に、キャリア１０の表面１０ｂ、および変調器２１の裏面２１ｃに接続する第１接続部３０と、基板２の表面２ｂ、およびレーザ部２２の裏面２２ｃに接続する第２接続部４０とを備える。第１接続部３０の一端はキャリア１０の第２パターン１２に接続されており、第１接続部３０の他端は変調器２１の第１導電型の第１電極２３に接続されている。

【0035】

例えば、第２パターン１２はＧＮＤパターンであり、第１電極２３は変調器２１のカソード電極である。第１パターン１１は、キャリア１０の表面１０ｂに設けられており、変調器２１の第２電極２４に接続される。例えば、第１パターン１１は信号を伝送するパターン電極であり、第２電極２４は変調器２１のアノード電極である。

【0036】

図４は、図３の集積型半導体レーザ２０を拡大した斜視図である。図４に示されるように、変調器２１のアノード電極と接続する第１パターン１１は高周波信号を伝送する。例えば、アノード電極である第２電極２４には吸収電流が流れる。第１パターン１１は、例えば、キャリア１０および集積型半導体レーザ２０の対向位置から第２方向Ｄ２の一方側に延び出すと共に第１方向Ｄ１に沿うように湾曲している。

【0037】

キャリア１０の表面１０ｂと変調器２１の表面２１ｂとの間には、表面１０ｂから突出するピラー１０ｆが介在する。ピラー１０ｆは、キャリア１０の第１パターン１１と変調器２１のアノード電極を電気的に接続するものである。また、キャリア１０は、例えば、複数のピラー１０ｇを有する（図示なし）。この複数のピラー１０ｇは、レーザ部２２のアノード電極とキャリア１０のパターンとを電気的に接続するものである。また、集積型半導体レーザ２０は、キャリア１０にフリップチップ実装されており複数のピラー１０ｈは、フリップチップ実装を安定して行うために設けられる。

【0038】

第１パターン１１は、第１方向Ｄ１に延びる第１延在部１１ｂと、第１延在部１１ｂから湾曲すると共に集積型半導体レーザ２０に向かう第２延在部１１ｃとを有する。第１パターン１１は、例えば、金（Ａｕ）によって構成されている。第２パターン１２は、例えば、キャリア１０の表面１０ｂに設けられた線路ＧＮＤである。

【0039】

集積型半導体レーザ２０のレーザ部２２は、例えば、発熱体である。レーザ部２２は、裏面２２ｃに設けられる第１導電型の第３電極２５と、表面２２ｂに設けられておりキャリア１０の第３パターン１３と接続される第２導電型の第４電極２６とを有する。第３パターン１３は、レーザ部２２に直流電流（ＬＤ電流）を供給する。第３電極２５は、例えば、前述した第１電極２３と共に、集積型半導体レーザ２０の裏面共通カソードを構成する。

【0040】

図５は、キャリア１０と集積型半導体レーザ２０とを互いに接続する第１接続部３０、および基板２と集積型半導体レーザ２０とを互いに接続する第２接続部４０を示す斜視図である。図５に示されるように、第１方向Ｄ１に沿って見た第１接続部３０の形状はＬ字状とされており、Ｌ字の内側部分に集積型半導体レーザ２０（変調器２１）が配置されている。第２接続部４０は、第１接続部３０と同様、Ｌ字状とされており、Ｌ字の内側部分に集積型半導体レーザ２０（レーザ部２２）が配置されている。

【0041】

図２および図５に示されるように、第１接続部３０は、キャリア１０の第２パターン１２に接続する一端に第１面３１を有し、変調器２１の第１電極２３に接続する他端に第２面３２を有する。すなわち、第１接続部３０は、変調器２１のアノード電極（第２電極２４）から第１接続部３０（第２面３２及び第１面３１）を介して線路ＧＮＤ（第２パターン１２）に接続される。

【0042】

第１接続部３０は、高周波リターンパスＸを形成する。第１接続部３０のインダクタンスは第２接続部４０のインダクタンスと比較して小さい。第２接続部４０は、レーザ部２２のアノード電極（第４電極２６）から第２接続部４０（第４面４２及び第３面４１）を介して基板２（表面２ｂ）に接続される。第２接続部４０は、レーザ部２２から基板２まで延びる放熱経路Ｙを形成する。例えば、第２接続部４０の熱抵抗は、第１接続部３０の熱抵抗よりも小さい。

【0043】

図６は、第１接続部３０を示す斜視図である。図５および図６に示されるように、第１接続部３０は、キャリア１０に接続する第１面３１と、変調器２１に接続する第２面３２と、第１面３１および第２面３２の間において延在する内側面３３と、Ｌ形状を呈すると共に第１方向Ｄ１に沿って並ぶ一対の外側面３４とを有する。

【0044】

例えば、第１面３１、第２面３２、内側面３３および外側面３４のそれぞれは平坦状を呈する。第１面３１、第２面３２および内側面３３は、例えば、長方形状を呈する。第１接続部３０の内側面３３は、例えば、変調器２１から離間している。例えば、第２面３２の面積は、第１面３１の面積よりも広い。これにより、変調器２１の裏面２１ｃとの接触面積を広く確保することができるので、ＧＮＤ側につくインダクタンス（以下ではＬｇｎｄと称することもある）を低減させることが可能となる。

【0045】

図７は、第２接続部４０を示す斜視図である。図５および図７に示されるように、第２接続部４０は、基板２の表面２ｂに接続する第３面４１と、レーザ部２２に接続する第４面４２と、第３面４１の第２方向Ｄ２の一端から第３方向Ｄ３および第１方向Ｄ１に延びる第５面４３と、を含む。例えば、第３面４１は、土台となる基板２に接続する土台接続箇所である。第４面４２は、例えば、集積型半導体レーザ２０のレーザ部２２（裏面２２ｃ）との接続箇所である。

【0046】

さらに、第２接続部４０は、Ｌ形状を呈すると共に第１方向Ｄ１に沿って並ぶ一対の外側面４４と、Ｌ字の内側に突出する凸部４５とを有する。凸部４５は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に延在するキャリア対向面４５ｂと、第１方向Ｄ１および第３方向Ｄ３に延在するレーザ対向面４５ｃとを有する。キャリア対向面４５ｂは、例えば、キャリア１０の第２パターン１２に接続する箇所である。

【0047】

第３面４１、第４面４２、第５面４３、外側面４４、キャリア対向面４５ｂおよびレーザ対向面４５ｃのそれぞれは、例えば、平坦状を呈する。第３面４１、第４面４２、第５面４３、キャリア対向面４５ｂおよびレーザ対向面４５ｃは、例えば、長方形状を呈する。第２接続部４０の第５面４３は、例えば、キャリア１０の側面１０ｃに沿って延在する。例えば、第４面４２の面積は、第３面４１の面積よりも広い。第５面４３は、例えば、キャリア１０に突き当てられる壁部を構成する。

【0048】

これにより、レーザ部２２の裏面２２ｃとの接触面積を広く確保することができるので、レーザ部２２からの放熱性を高めることができる。第２接続部４０は、放熱性を高めるため、フィンを有していてもよい。第２接続部４０は、レーザ部２２からキャリア１０を超えて基板２まで延びる放熱経路Ｙに沿ってレーザ部２２の熱を基板２に放熱する。

【0049】

したがって、キャリア１０における放熱性を考慮する必要を低減させることができるので、キャリア１０の材料の自由度を高めることができる。その結果、放熱性を考慮せず高周波に適したキャリア１０の設計が可能となるので、キャリア１０によって良好な高周波特性を実現させることができる。

【0050】

第２接続部４０の第５面４３およびキャリア対向面４５ｂの少なくともいずれかがキャリア１０に接触していてもよい。例えば、キャリア対向面４５ｂがキャリア１０の表面１０ｂに接触する場合、キャリア１０および集積型半導体レーザ２０に対する第２接続部４０の位置合わせを容易に行うことができる。

【0051】

例えば、第１接続部３０および第２接続部４０の少なくともいずれかが金属によって構成されていてもよい。例えば、第２接続部４０が金属製である場合、金属は絶縁体よりも高い放熱性を有することにより、第２接続部４０を介したレーザ部２２から基板２への放熱性を高めることが可能となる。

【0052】

第１接続部３０および第２接続部４０の少なくともいずれかが金属製である場合、第１接続部３０および第２接続部４０の材料は、例えば、銅タングステン（ＣｕＷ）、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、または、これらの少なくともいずれかが含まれる合金である。

【0053】

しかしながら、第１接続部３０および第２接続部４０の材料は金属以外のものであってもよい。例えば、第１接続部３０および第２接続部４０の少なくともいずれかが絶縁体によって構成されていてもよい。第１接続部３０および第２接続部４０の材料は、例えば、窒化アルミ（ＡｌＮ）であってもよいし、合成ダイヤモンド結晶であってもよい。

【0054】

第１接続部３０または第２接続部４０が絶縁体によって構成される場合、第１接続部３０における変調器２１またはキャリア１０に接触する面（例えば、第１面３１および第２面３２）、並びに、第２接続部４０におけるレーザ部２２、キャリア１０または基板２に接触する面（例えば、第３面４１、第４面４２およびキャリア対向面４５ｂ）に、金属パターンが形成されている。このように、第１接続部３０または第２接続部４０が絶縁体によって構成される場合、高周波特性を良好にすることができ、レーザ部２２でも高周波リターンパスの効果を得ることができる。

【0055】

第１接続部３０の材料と、第２接続部４０の材料とは、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、第１接続部３０が絶縁体によって構成されており、第２接続部４０が金属によって構成されていてもよい。この場合、第１接続部３０において高周波リターンパスの効果を得ることができると共に、第２接続部４０において発熱体であるレーザ部２２の放熱をより効果的に行うことができる。

【0056】

次に、実施形態に係る光半導体装置１から得られる作用効果について説明する。光半導体装置１は、基板２、キャリア１０および集積型半導体レーザ２０を備え、集積型半導体レーザ２０は変調器２１およびレーザ部２２を有する。集積型半導体レーザ２０は、変調器２１およびレーザ部２２のそれぞれの表面２１ｂ，２２ｂがキャリア１０の表面１０ｂに対向するようにキャリア１０に搭載されている。キャリア１０は、その表面１０ｂに、第１パターン１１、第２パターン１２および第３パターン１３を有し、変調器２１は、その表面２１ｂに第２電極２４を有する。また、レーザ部２２は、その表面２２ｂに第４電極２６を有する。第４電極２６はキャリア１０の第３パターン１３に接続されており、第２電極２４はキャリア１０の第１パターン１１に接続されている。

【0057】

また、光半導体装置１は第１接続部３０および第２接続部４０を備える。第１接続部３０は、変調器２１の裏面２１ｃに形成された第１電極２３と、キャリア１０の表面１０ｂに形成された第２パターン１２とを接続する。したがって、変調器２１の裏面２１ｃに第１電極２３としてカソード電極が形成されている場合に、線路（第１パターン１１）から給電された高周波信号のリターンパスを確保することができ、ＧＮＤ側に着くインダクタンスを低減させることができる。

【0058】

さらに、第２接続部４０は、レーザ部２２の裏面２２ｃに形成された第３電極２５と、基板２の表面２ｂとを接続する。よって、レーザ部２２が第２接続部４０を介して基板２の表面２ｂに接続されており、レーザ部２２から基板２への放熱経路Ｙを確保することができるので、放熱性を高めることができる。

【0059】

第１接続部３０の一端は第１面３１を有してもよく、第１接続部３０の他端は第２面３２を有してもよく、第２接続部４０の一端は第３面４１を有してもよく、第２接続部４０の他端は第４面４２を有する。よって、第１接続部３０の一端と第２パターン１２とを面接触させることが可能となり、第１接続部３０の他端と変調器２１の第１電極２３とを面接触させることが可能となる。そして、第２接続部４０の一端と基板２の表面２ｂとを面接触させることが可能となり、第２接続部４０の他端とレーザ部２２の第３電極２５とを面接触させることが可能となる。したがって、高周波リターンパスＸの効果、および放熱経路Ｙの確保の効果をより高めることができる。

【0060】

なお、変調器２１およびレーザ部２２は、集積された変調器付半導体レーザ２０であってもよいし、変調器２１およびレーザ部２２のそれぞれが別体であってもよい。本開示の変調器２１およびレーザ部２２は、それぞれが別体であっても、光半導体装置１の第１接続部３０および第２接続部４０によって、リターンパスの確保、および放熱経路の確保等のそれぞれの効果を得ることができる。なお、変調器２１およびレーザ部２２が集積された変調器付半導体レーザ２０においては、集積されていることで、リターンパスおよび放熱経路等のそれぞれが影響を受けやすくなるため、光半導体装置１の第１接続部３０および第２接続部４０を設けることによる効果をより高めることができる。

【0061】

第２接続部４０は、第２接続部４０の第３面４１に交差する第５面４３を更に有し、第２接続部４０の第３面４１は、基板２の表面２ｂと接続し、第２接続部４０の第５面４３は、キャリア１０の側面１０ｃに沿うように配置されている。よって、第２接続部４０の一側面である第５面４３をキャリア１０に沿って配置することができる。

【0062】

基板２は、金属または絶縁体によって構成されていてもよい。この場合、金属製の基板２、または絶縁体性の基板２を用いることが可能となる。

【0063】

キャリア１０は、絶縁体によって構成されていてもよい。

【0064】

第１接続部３０は、金属または絶縁体によって構成されていてもよい。この場合、金属製の第１接続部３０、または絶縁体製の第１接続部３０を用いることが可能となる。

【0065】

第２接続部４０は、金属または絶縁体によって構成されていてもよい。この場合、金属製の第２接続部４０、または絶縁体性の第２接続部４０を用いることが可能となる。

【0066】

第１接続部３０および第２接続部４０の少なくともいずれかは絶縁体によって構成されており、絶縁体の表面に金属パターンが形成されていてもよい。この場合、第１接続部３０および第２接続部４０の少なくともいずれかにおける集積型半導体レーザ２０、キャリア１０または基板２との接触面に金属パターンを形成することが可能となる。なお、基板２の熱伝導率は、キャリア１０の熱伝導率より高くてもよい。

【0067】

次に、図８を参照しながら、変形例に係る第１接続部および第２接続部を備えた接続部５０について説明する。接続部５０は、前述した第１接続部３０と同一形状の第１接続部６０、および第２接続部４０と同一形状の第２接続部７０を備える。第１接続部６０は、第１接続部３０と同様、第１面３１、第２面３２、内側面３３、および外側面３４を有する。第２接続部７０は、第２接続部４０と同様、第３面４１、第４面４２、第５面４３、外側面４４、および凸部４５を有する。

【0068】

以上、変形例に係る光半導体装置では、第１接続部６０および第２接続部７０が一体とされている。すなわち、第１接続部６０および第２接続部７０が１つの部品とされている。よって、部品点数の増加を抑制することができると共に、第１接続部６０および第２接続部７０の取り扱いを容易に行うことができる。

【0069】

以上、本開示に係る光半導体装置の実施形態および変形例について説明した。しかしながら、本発明は、前述した実施形態に限定されない。すなわち、本発明が特許請求の範囲に記載された要旨を変更しない範囲において種々の変形および変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。例えば、光半導体装置の各部品の形状、大きさ、数、材料および配置態様は、前述した内容に限られず適宜変更可能である。

【0070】

例えば、前述の実施形態では、基板２と、レーザ部２２を備えた集積型半導体レーザ２０と、第２接続部４０とを備える例について説明した。しかしながら、基板２、レーザ部２２および第２接続部４０の少なくともいずれかが省略された光半導体装置であってもよい。すなわち、キャリア１０、変調器２１、および第１接続部３０のみを備えた光半導体装置であってもよい。この場合も、変調器２１の裏面２１ｃにカソード電極が形成されている場合に、線路から給電された高周波リターンパスＸを確保することができる。したがって、ＧＮＤ側に着くインダクタンスを低減させることができる。

【符号の説明】

【0071】

１…光半導体装置
２…基板
２ｂ…表面
１０…キャリア
１０ｂ…表面
１０ｃ，１０ｄ…側面
１０ｆ…ピラー
１１…第１パターン
１１ｂ…第１延在部
１１ｃ…第２延在部
１２…第２パターン
１３…第３パターン
２０…集積型半導体レーザ（変調器付半導体レーザ）
２０ｄ，２０ｆ…側面
２１…変調器
２１ｂ…表面
２１ｃ…裏面
２２…レーザ部
２２ｂ…表面
２２ｃ…裏面
２３…第１電極
２４…第２電極
２５…第３電極
２６…第４電極
３０，６０…第１接続部
３１…第１面
３２…第２面
３３…内側面
３４…外側面
４０，７０…第２接続部
４１…第３面
４２…第４面
４３…第５面
４４…外側面
４５…凸部
４５ｂ…キャリア対向面
４５ｃ…レーザ対向面
５０…接続部
Ｄ１…第１方向
Ｄ２…第２方向
Ｄ３…第３方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】