(57)【要約】【課題】光半導体素子と光ファイバとの光結合効率を良好に維持でき、光信号を効率よく伝送し得る光半導体素子収納用パッケージを提供すること。【解決手段】光半導体素子収納用パッケージは、上側主面に形成された凹部１ａの底面に光半導体素子２を載置するための直方体状の凸部から成る載置部１ｃを有する誘電体から成る基体１と、この基体１の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバ５の取付部１ｂとを具備しており、基体１は、上側主面の取付部１ｂと載置部１ｃとの間の部位に横断面形状が円形状の凹部から成るレンズ取付部１ｄが形成されており、このレンズ取付部１ｄの開口にこの開口よりも大きな直径の球状レンズ３が取着されている。【選択図】  図１
2004309506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側主面に形成された凹部の底面に光半導体素子を載置するための直方体状の凸部から成る載置部を有する誘電体から成る基体と、該基体の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバの取付部とを具備しており、前記基体は、前記上側主面の前記取付部と前記載置部との間の部位に横断面形状が円形状の凹部から成るレンズ取付部が形成されており、該レンズ取付部の開口に該開口よりも大きな直径の球状レンズが取着されていることを特徴とする光半導体素子収納用パッケージ。
【請求項２】
上側主面に形成された凹部の底面に光半導体素子を載置するための直方体状の凸部から成る載置部を有する誘電体から成る基体と、該基体の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバの取付部とを具備しており、前記基体は、前記上側主面の前記取付部と前記載置部との間の部位に環状部材が接合されており、該環状部材の開口に該開口よりも大きな直径の球状レンズが取着されていることを特徴とする光半導体素子収納用パッケージ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の光半導体素子収納用パッケージと、前記取付部に一端部が挿通されて固定された光ファイバと、前記載置部に搭載固定されるとともに前記球状レンズを介して前記光ファイバと光学的に結合された光半導体素子と、前記側壁部の上面に取着された蓋体とを具備していることを特徴とする光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野等に用いられ、光半導体素子を収納するための光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信分野に使用され、電気信号を光信号に変換する半導体レーザ（ＬＤ）や光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子を収容するための光半導体素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）の一例を図３に示す。図３は従来のパッケージの断面図である。
【０００３】
図３において、１１は上面に凹部１１ａを有する基体、１２は光半導体素子、１６は光半導体素子１２を搭載するサブマウント、１６ａはサブマウント１６の上面に形成されたレンズ取付部、１３はレンズ取付部１６ａに載置固定された球状レンズ、１４は蓋体である。
【０００４】
基体１１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質セラミックス，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質セラミックス，ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質セラミックス等の誘電体より形成されており、その底面に光半導体素子１２を搭載するためのサブマウント１６が載置固定されている。また、外部から駆動信号を取り入れて内部に収納する光半導体素子１２を駆動させるため、または光半導体素子１２から出力された電気信号を外部に取り出すためのメタライズ層や金属製の端子（図示せず）が設けられている。
【０００５】
サブマウント１６は、シリコン（Ｓｉ）等から成る基板から成り、その上面をエッチング等で加工することにより断面形状がＶ字形のＶ溝から成るレンズ取付部１６ａが上面の光半導体素子１２の近傍から側面にかけて形成されている。そして、レンズ取付部１６ａに球状レンズ１３が載置固定されている。
【０００６】
これにより、サブマウント１６に搭載される光半導体素子１２と球状レンズ１３との位置精度を良好にすることができ、その結果、球状レンズ１３と光半導体素子１２との光学的結合を良好なものとすることができる（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００７】
このようなパッケージのサブマウント１６の上面に光半導体素子１２が接着剤等により搭載固定され、光ファイバ１５の一端部が基体１１の側壁部に形成した貫通穴からなる取付部１１ｂに挿通されるとともに取付部１１ｂの内面に支持固定されることにより、光半導体素子１２と光ファイバ１５とが球状レンズ１３を介して光学的に結合される。そして、基体１１の上面に樹脂接着剤，ロウ材等を介して蓋体１４が取着されて内部が気密に封止されることにより光半導体装置となる。
【０００８】
この光半導体装置は、基体１１内部の光半導体素子１２から光信号を発光させ、この光信号を取付部１１ｂに取りつけられた光ファイバ１５を通して外部へ出力することにより、または、光ファイバ１５を伝達してくる光信号を光半導体素子１２に受光させ、この受光した光信号を光半導体素子１２で電気信号に変換することにより、高速光通信分野等で用いられる光半導体装置として機能する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−１９９００６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のパッケージにおいては、作動時に光半導体素子１２が発熱すると、サブマウント１６と基体１１との間で熱膨張差が生じてサブマウント１６が反り、光ファイバ１５と光半導体素子１２との光結合効率が劣化するという問題点があった。
【００１１】
また、球状レンズ１３はサブマウント１６の上面に形成されたＶ溝から成るレンズ取付部１６ａに載置固定されるため、球状レンズ１３をレンズ取付部１６ａに取着する際、球状レンズ１３がレンズ取付部１６ａに沿ってずれ易く、球状レンズ１３をレンズ取付部１６ａの所定の位置に精度よく載置固定するのが困難であった。また、球状レンズ１３とレンズ取付部１６ａとの接点が２点しかなく非常に小さいため、球状レンズ１３をレンズ取付部１６ａに低融点のガラスやロウ材で強固に固定することができず、球状レンズ１３とレンズ取付部１６ａとの取着部が剥離し易くなり、その結果、光半導体素子１２と球状レンズ１３との光学的結合が劣化するという問題点もあった。
【００１２】
従って、本発明は上記問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、光半導体素子と光ファイバとの光結合効率を良好にし、光信号を効率よく伝送し得る光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上側主面に形成された凹部の底面に光半導体素子を載置するための直方体状の凸部から成る載置部を有する誘電体から成る基体と、該基体の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバの取付部とを具備しており、前記基体は、前記上側主面の前記取付部と前記載置部との間の部位に横断面形状が円形状の凹部から成るレンズ取付部が形成されており、該レンズ取付部の開口に該開口よりも大きな直径の球状レンズが取着されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上側主面に形成された凹部の底面に光半導体素子を載置するための直方体状の凸部から成る載置部を有する誘電体から成る基体と、この基体の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバの取付部とを具備しており、基体は、上側主面の取付部と載置部との間の部位に横断面形状が円形状の凹部から成るレンズ取付部が形成されており、このレンズ取付部の開口にこの開口よりも大きな直径の球状レンズが取着されていることから、載置部と基体とが一体となっているため、これらの熱膨張差が要因となって載置部や基体に反りが発生するということはなく、作動時に光半導体素子が発熱しても載置部の位置精度が維持され、その結果、光ファイバと光半導体素子との光結合効率を良好に維持することができる。
【００１５】
また、基体の上側主面に形成したレンズ取付部の開口が全周にわたって球状レンズに接して支持することができるため、球状レンズをレンズ取付部に取着する際、球状レンズがずれるのを有効に防止し、球状レンズを位置精度良く固定することができる。さらに、球状レンズとレンズ取付部との取着部分を大きくすることができるため、球状レンズとレンズ取付部との取着強度が大きくなって取着部が剥離することもなく、球状レンズをレンズ取付部に長期にわたって確実に載置固定することができる。その結果、光半導体素子と球状レンズとの光学的結合を良好なものとし、光ファイバと光半導体素子と間の光信号の伝送効率を向上させることができる。
【００１６】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上側主面に形成された凹部の底面に光半導体素子を載置するための直方体状の凸部から成る載置部を有する誘電体から成る基体と、該基体の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバの取付部とを具備しており、前記基体は、前記上側主面の前記取付部と前記載置部との間の部位に環状部材が接合されており、該環状部材の開口に該開口よりも大きな直径の球状レンズが取着されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上側主面に形成された凹部の底面に光半導体素子を載置するための直方体状の凸部から成る載置部を有する誘電体から成る基体と、この基体の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバの取付部とを具備しており、基体は、上側主面の取付部と載置部との間の部位に環状部材が接合されており、この環状部材の開口にこの開口よりも大きな直径の球状レンズが取着されていることから、載置部と基体とが一体となっているため、これらの熱膨張差が要因となって載置部や基体に反りが発生するということはなく、作動時に光半導体素子が発熱しても載置部の位置精度が維持され、その結果、光ファイバと光半導体素子との光結合効率を良好に維持することができる。
【００１８】
また、基体の上側主面に接合した環状部材の開口が全周にわたって球状レンズに接して支持することができるため、球状レンズを環状部材に取着する際、球状レンズがずれるのを有効に防止し、球状レンズを位置精度良く固定することができる。さらに、球状レンズと環状部材との取着部分を大きくすることができるため、球状レンズと環状部材との取着強度が大きくなって取着部が剥離することもなく、球状レンズを環状部材に長期にわたって確実に載置固定することができる。その結果、光半導体素子と球状レンズとの光学的結合を良好なものとし、光ファイバと光半導体素子と間の光信号の伝送効率を向上させることができる。
【００１９】
さらに、基体が歪んだとしても環状部材で歪みによる応力を吸収することができるため、球状レンズに応力によってクラックが生じるのを有効に抑制することができる。
【００２０】
本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージと、前記取付部に一端部が挿通されて固定された光ファイバと、前記載置部に搭載固定されるとともに前記球状レンズを介して前記光ファイバと光学的に結合された光半導体素子と、前記側壁部の上面に取着された蓋体とを具備していることを特徴とする。
【００２１】
本発明の光半導体装置は、上記の構成により、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージを用いた、光信号の伝送効率に優れたものとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の光半導体素子収納用パッケージについて以下に詳細を説明する。図１は本発明のパッケージについて実施の形態の例を示す断面図であり、図２は本発明のパッケージの要部拡大断面図である。
【００２３】
図１，図２において、１は基体、１ｂは光ファイバ５の取付部、１ｃは載置部、１ｄはレンズ取付部、２は光半導体素子、３は球状レンズ、４は蓋体である。基体１と蓋体４とで内部に光半導体素子２を収容するための容器が構成される。
【００２４】
本発明のパッケージは、上側主面に形成された凹部１ａの底面に光半導体素子２を載置するための直方体状の凸部から成る載置部１ｃを有する誘電体から成る基体１と、この基体１の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバ５の取付部１ｂとを具備しており、基体１は、上側主面の取付部１ｂと載置部１ｃとの間の部位に横断面形状が円形状の凹部から成るレンズ取付部１ｄが形成されており、このレンズ取付部１ｄの開口にこの開口よりも大きな直径の球状レンズ３が取着されている。
【００２５】
基体１は、凸部から成る載置部１ｃが一体となっており、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質セラミックス，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質セラミックス，ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質セラミックス等の誘電体よりなる。また、外部から駆動信号を取り入れて内部に収納する光半導体素子２を駆動させるため、または光半導体素子２から出力された電気信号を外部に取り出すためのメタライズ層や金属製の端子等の導体層（図示せず）が設けられている。
【００２６】
このような基体１は、セラミックグリーンシートに金型等によって打ち抜き加工を施すとともに、基体１の内外を導通させ、光半導体素子２に駆動信号を入力したり光半導体素子２から出力された電気信号を外部へ取り出したりするための導体層となるＷ，Ｍｏ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを塗布し、これらのセラミックグリーンシートを積層，焼成することによって作製される。
【００２７】
また、基体１は樹脂から成っていてもよく、エポキシ系熱硬化性樹脂を用いたトランスファモールド成型法や、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ），液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の熱可塑性樹脂を用いたインジェクション成型法等によって作製される。この場合、基体１の側壁部には、光半導体素子２に駆動信号を入力したり光半導体素子２から出力された電気信号を取り出したりするための鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属製の端子（図示せず）が取り付けられている。
【００２８】
この金属製の端子は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成るインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に形成される。また端子は、その露出する表面に良導電性で耐蝕性に優れたＮｉや金（Ａｕ）等の金属をめっき法により所定厚み（１〜２０μｍ程度）に被着させておくのがよく、端子の酸化腐蝕を有効に防止できるとともに端子とボンディングワイヤ等の電気的な接続手段との接続を信頼性の高いものとなすことができる。
【００２９】
球状レンズ３は、ガラスやサファイア等の透光性部材からなり、図２に示すように、基体１の上側主面の取付部１ｂと載置部１ｃとの間の部位に形成された横断面形状が円形状の凹部から成るレンズ取付部１ｄの開口に低融点ガラス（融点３５０〜５５０℃）やロウ材、樹脂接着材等の接着剤を介して全周にわたって取着されている。なお、球状レンズ３の材質や大きさは、光信号のスポット径や、焦点距離等によって適宜選定される。
【００３０】
球状レンズ３は以下のようにしてレンズ取付部１ｄの開口に取着される。先ず、レンズ取付部１ｄの開口付近にリング状に低融点ガラスをあらかじめ被着しておき、その上に球状レンズ３を設置する。その後、熱を加えて低融点ガラスを溶融させることにより球状レンズ３を取着させる。または、球状レンズ３の取着部分に、例えばチタン（Ｔｉ）層またはクロム（Ｃｒ）層を下地として、白金（Ｐｔ）層やＡｕ層を順次蒸着して金属膜を施す。そして、レンズ取付部１ｄの開口にリング状にＡｕ−錫（Ｓｎ）ロウ，Ａｕ−ゲルマニウム（Ｇｅ）ロウ等の低融点のロウ材をあらかじめ被着し、その上に球状レンズ３を設置した後、ロウ材を溶融させることで球状レンズ３を取着させる。なお、球状レンズ３がサファイア等の高融点のものであれば、Ａｇロウ等を用いて取着してもよい。
【００３１】
レンズ取付部１ｄは、横断面形状が円形状の凹部からなり、円柱状（図１）や球面状、逆円錐状等の形状とされる。
【００３２】
レンズ取付部１ｄが円柱状である場合、球状レンズ３の直径をａ１，レンズ取付部１ｄの直径をａ２としたとき、０．５×ａ１≦ａ２≦０．８５×ａ１であるのがよい。この構成により、球状レンズ３とレンズ取付部１ｄとの取着強度を強固にすることができるとともに、球状レンズ３のレンズ取付部１ｄの内側に入り込んで光透過が妨げられる部分の割合を最小限に抑え、光信号の損失が生じるのをより有効に抑制することができる。ａ２＜０．５×ａ１であると、レンズ取付部１ｄの開口の外周の長さが短くなり、球状レンズ３とレンズ取付部１ｄとの取着強度が小さくなり易い。また、ａ２＞０．８５×ａ１であると、球状レンズ３のレンズ取付部１ｄの内側に入り込む部分の割合が大きくなり、球状レンズ３を透過する光信号の損失が大きくなり易い。
【００３３】
また、レンズ取付部１ｄが円柱状である場合、レンズ取付部１ｄの深さは球状レンズ３がレンズ取付部１ｄの開口に取着されたときに底面に接触する深さ以上である。この構成により、レンズ取付部１ｄの開口に球状レンズ３を嵌め込むことにより精度良く球状レンズ３を固定することができる。また、レンズ取付部１ｄの内面と球面レンズ３との間の接合材の体積が大きくなり、球状レンズ３と基体１との熱膨張差によって生じる応力をこの接合材により有効に吸収することができる。
【００３４】
レンズ取付部１ｄが球面状である場合、その曲率半径が球状レンズ３の曲率半径以下である。レンズ取付部１ｄの曲率半径が球状レンズ３の曲率半径と同じである場合、レンズ取付部１ｄの内面全体で球状レンズ３を取着することができ、取着強度がより強固になる。また、レンズ取付部１ｄの曲率半径が球状レンズ３の曲率半径よりも小さい場合、レンズ取付部１ｄの内面と球面レンズ３との間の接合材の体積が大きくなり、球状レンズ３と基体１との熱膨張差によって生じる応力をこの接合材により有効に吸収することができる。
【００３５】
また、レンズ取付部１ｄが逆円錐状である場合、球面レンズ３の下側に大きな体積の接合材を溜めることができ、球状レンズ３と基体１との熱膨張差によって生じる応力をこの接合材により有効に吸収することができる。
【００３６】
次に第２の発明のパッケージについて以下に詳細を説明する。図４は本発明のパッケージについて実施の形態の例を示す断面図であり、図５は本発明のパッケージの要部拡大断面図である。
【００３７】
図４，図５において、１は基体、１ｂは光ファイバ５の取付部、１ｃは載置部、２は光半導体素子、３は球状レンズ、４は蓋体、６は環状部材である。基体１と蓋体４とで内部に光半導体素子２を収容するための容器が構成される。
【００３８】
本発明のパッケージは、上側主面に形成された凹部１ａの底面に光半導体素子２を載置するための直方体状の凸部から成る載置部１ｃを有する誘電体から成る基体１と、この基体１の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバの取付部１ｂとを具備しており、基体１は、上側主面の取付部１ｂと載置部１ｃとの間の部位に環状部材６が接合されており、この環状部材６の開口にこの開口よりも大きな直径の球状レンズ３が取着されている
基体１は、凸部から成る載置部１ｃが一体となっており、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質セラミックス，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質セラミックス，ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質セラミックス等の誘電体よりなる。また、外部から駆動信号を取り入れて内部に収納する光半導体素子２を駆動させるため、または光半導体素子２から出力された電気信号を外部に取り出すためのメタライズ層や金属製の端子等の導体層（図示せず）が設けられている。
【００３９】
このような基体１は、セラミックグリーンシートに金型等によって打ち抜き加工を施すとともに、基体１の内外を導通させ、光半導体素子２に駆動信号を入力したり光半導体素子２から出力された電気信号を外部へ取り出したりするための導体層となるＷ，Ｍｏ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを塗布し、これらのセラミックグリーンシートを積層，焼成することによって作製される。
【００４０】
また、基体１は樹脂から成っていてもよく、エポキシ系熱硬化性樹脂を用いたトランスファモールド成型法や、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ），液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の熱可塑性樹脂を用いたインジェクション成型法等によって作製される。この場合、基体１の側壁部には、光半導体素子２に駆動信号を入力したり光半導体素子２から出力された電気信号を取り出したりするための鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属製の端子（図示せず）が取り付けられている。
【００４１】
この金属製の端子は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成るインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に形成される。また端子は、その露出する表面に良導電性で耐蝕性に優れたＮｉや金（Ａｕ）等の金属をめっき法により所定厚み（１〜２０μｍ程度）に被着させておくのがよく、端子の酸化腐蝕を有効に防止できるとともに端子とボンディングワイヤ等の電気的な接続手段との接続を信頼性の高いものとなすことができる。
【００４２】
環状部材６は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属からなり、図４に示すように、基体１の上側主面の取付部１ｂと載置部１ｃとの間の部位に、ロウ材や、樹脂接着剤などの接着剤を介して接合される。
【００４３】
球状レンズ３は、ガラスやサファイア等の透光性部材からなり、図４に示すように、基体１の上側主面の取付部１ｂと載置部１ｃとの間の部位に形成された環状部材６の開口に低融点ガラス（融点３５０〜５５０℃）やロウ材、樹脂接着材等の接着剤を介して全周にわたって取着されている。なお、球状レンズ３の材質や大きさは、光信号のスポット径や、焦点距離等によって適宜選定される。
【００４４】
球状レンズ３は以下のようにして環状部材６の開口に取着される。先ず、環状部材６の開口付近にリング状に低融点ガラスをあらかじめ被着しておき、その上に球状レンズ３を設置する。その後、熱を加えて低融点ガラスを溶融させることにより球状レンズ３を取着させる。または、球状レンズ３の取着部分に、例えばチタン（Ｔｉ）層またはクロム（Ｃｒ）層を下地として、白金（Ｐｔ）層やＡｕ層を順次蒸着して金属膜を施す。そして、環状部材６の開口にリング状にＡｕ−錫（Ｓｎ）ロウ，Ａｕ−ゲルマニウム（Ｇｅ）ロウ等の低融点のロウ材をあらかじめ被着し、その上に球状レンズ３を設置した後、ロウ材を溶融させることで球状レンズ３を取着させる。なお、球状レンズ３がサファイア等の高融点のものであれば、Ａｇロウ等を用いて取着してもよい。
【００４５】
環状部材６の大きさは、球状レンズ３の直径をａ１，環状部材６の開口の直径をａ３としたとき、０．５×ａ１≦ａ３≦０．８５×ａ１であるのがよい。この構成により、球状レンズ３と環状部材６との取着強度を強固にすることができるとともに、球状レンズ３の環状部材６の内側に入り込んで光透過が妨げられる部分の割合を最小限に抑え、光信号の損失が生じるのをより有効に抑制することができる。ａ３＜０．５×ａ１であると、環状部材６の開口の外周長さが短くなり、球状レンズ３と環状部材６との取着強度が小さくなり易い。また、ａ３＞０．８５×ａ１であると、球状レンズ３の環状部材６の内側に入り込む部分の割合が大きくなり、球状レンズ３を透過する光信号の損失が大きくなり易い。
【００４６】
また環状部材６は、横断面形状が円形状の貫通孔を有する板状部材であればよく、外形は円形状や四角形状等の種々の形状とすることができる。環状部材６の高さは球状レンズ３が環状部材６の開口に取着されたときに底面に接触する高さ以上である。この構成により、環状部材６の開口に球状レンズ３を嵌め込むことにより精度良く球状レンズ３を固定することができる。また、環状部材６の内面と球面レンズ３との間の接合材の体積が大きくなり、球状レンズ３と基体１との熱膨張差によって生じる応力をこの接合材により有効に吸収することができる。
【００４７】
さらに環状部材６は、球状レンズ３が取着される開口部が全周にわたって、直線状や上に凸になった曲面状、中央部が凹んだ曲面状等の形状に面取りされているのがよい。これにより、環状部材６の開口部の角に熱応力が集中して球状レンズ３にクラックが発生するのを有効に抑制することができる。
【００４８】
また環状部材６は、完全に環状でなくともよく、好ましくは、側部に縦に１つまたはそれ以上の切断部を有しているのがよい。これにより、環状部材６に熱応力が加わった場合に環状部材６が適度に動くことができるので応力を緩和することが可能となり、その結果、球状レンズ３にクラックを生じたり、球状レンズ３の位置がずれたりするのを有効に抑制することができる。
【００４９】
本発明の光半導体装置は、上記本発明のパッケージと、取付部１ｂに一端部が挿通されて接着剤やロウ材等で固定された光ファイバ５と、載置部１ｃに接着剤などで搭載固定されるとともに球状レンズ３を介して光ファイバ５と光学的に結合された光半導体素子２と、基体１の側壁部の上面に樹脂製接着剤等から成る封止材で取着された金属やセラミックス、樹脂等から成る蓋体４とを具備している。
【００５０】
なお、光ファイバ５は、その一端部に光ファイバ５を固定するためのフェルール等の固定部材を設け、この固定部材を介して取付部１ｂに取着されてもよい。
【００５１】
本発明の光半導体装置は、基体１内部の光半導体素子２から光信号が発光され、この光信号がレンズ取付部１ｄに載置固定された球状レンズ３で集光されて取付部１ｂに設置固定された光ファイバ５に伝送され、光ファイバ５を介して外部へ出力されることにより、または、光ファイバ５を伝達してくる光信号がレンズ取付部１ｄに載置固定された球状レンズ３で集光されて光半導体素子２に受光され、受光された光信号に対応する電気信号を光半導体素子２により出力させることにより、高速光通信分野等で用いられる光半導体装置として機能する。
【００５２】
かくして、本発明のパッケージは、凸部から成る載置部１ｃ，レンズ取付部１ｄを基体１と一体成型することにより、作動時に光半導体素子２が発熱しても凸部１ｃと基体１とが同じ材質から成るため、基体１との熱膨張差によって凸部１ｃに反りが発生することがなく、その結果、光ファイバ５と光半導体素子２との光結合効率を良好に維持できる。または、環状部材６を接合することによる球状レンズ３を基体１の正確な位置に強固に固定でき、光ファイバ５と光半導体素子２との光結合効率を良好に維持できる。
【００５３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上側主面に形成された凹部の底面に光半導体素子を載置するための直方体状の凸部から成る載置部を有する誘電体から成る基体と、この基体の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバの取付部とを具備しており、基体は、上側主面の取付部と載置部との間の部位に横断面形状が円形状の凹部から成るレンズ取付部が形成されており、このレンズ取付部の開口にこの開口よりも大きな直径の球状レンズが取着されていることから、載置部と基体とが一体となっているため、これらの熱膨張差が要因となって載置部や基体に反りが発生するということはなく、作動時に光半導体素子が発熱しても載置部の位置精度が維持され、その結果、光ファイバと光半導体素子との光結合効率を良好に維持することができる。
【００５５】
また、基体の上側主面に形成したレンズ取付部の開口が全周にわたって球状レンズを支持することができるため、球状レンズをレンズ取付部に取着する際、球状レンズがずれるのを防止し、球状レンズを位置精度良く固定することができる。さらに、球状レンズとレンズ取付部との取着面積を大きくすることができるため、球状レンズとレンズ取付部との取着強度が大きくなって取着部が剥離することもなく、球状レンズをレンズ取付部に長期にわたって確実に載置固定することができる。その結果、光半導体素子と球状レンズとの光学的結合を良好なものとし、光ファイバと光半導体素子と間の光信号の伝送効率を向上させることができる。
【００５６】
本発明の光半導体素子収納用パッケージは、上側主面に形成された凹部の底面に光半導体素子を載置するための直方体状の凸部から成る載置部を有する誘電体から成る基体と、この基体の側壁部に形成された貫通孔から成る光ファイバの取付部とを具備しており、基体は、上側主面の取付部と載置部との間の部位に環状部材が接合されており、この環状部材の開口にこの開口よりも大きな直径の球状レンズが取着されていることから、載置部と基体とが一体となっているため、これらの熱膨張差が要因となって載置部や基体に反りが発生するということはなく、作動時に光半導体素子が発熱しても載置部の位置精度が維持され、その結果、光ファイバと光半導体素子との光結合効率を良好に維持することができる。
【００５７】
また、基体の上側主面に接合した環状部材の開口が全周にわたって球状レンズに接して支持することができるため、球状レンズを環状部材に取着する際、球状レンズがずれるのを有効に防止し、球状レンズを位置精度良く固定することができる。さらに、球状レンズと環状部材との取着部分を大きくすることができるため、球状レンズと環状部材との取着強度が大きくなって取着部が剥離することもなく、球状レンズを環状部材に長期にわたって確実に載置固定することができる。その結果、光半導体素子と球状レンズとの光学的結合を良好なものとし、光ファイバと光半導体素子と間の光信号の伝送効率を向上させることができる。
【００５８】
さらに、基体が歪んだとしても環状部材で歪みによる応力を吸収することができるため、球状レンズに応力によってクラックが生じるのを有効に抑制することができる。
【００５９】
本発明の光半導体装置は、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージと、取付部に一端部が挿通されて固定された光ファイバと、載置部に搭載固定されるとともに球状レンズを介して光ファイバと光学的に結合された光半導体素子と、側壁部の上面に取着された蓋体とを具備していることにより、上記本発明の光半導体素子収納用パッケージを用いた、光信号の伝送効率に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光半導体素子収納用パッケージについて実施の形態の例を示す断面図である。
【図２】図１の光半導体素子収納用パッケージの要部拡大断面図である。
【図３】従来の光半導体素子収納用パッケージの例を示す断面図である。
【図４】本発明の他の発明による光半導体素子収納用パッケージについて実施の形態の例を示す断面図である。
【図５】図４の光半導体素子収納用パッケージの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１：基体
１ａ：凹部
１ｂ：取付部
１ｃ：載置部
１ｄ：レンズ取付部
２：光半導体素子
３：球状レンズ
４：蓋体
５：光ファイバ
６：環状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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