(57)【要約】【目的】本発明の目的は、半導体光変調器を搭載した半導体チップを用いて広帯域で反射特性の良い光変調装置を、より小さい半導体チップ面積で提供することである。【構成】本発明の代表例は、高周波線路を形成した絶縁性基板上に進行波電極電界吸収型半導体光変調器を形成した半導体チップを載置し、高周波線路の少なくとも一部の特性インピーダンスを変調器駆動回路の出力インピーダンスおよび光変調器部のインピーダンスよりも大きくなす。こうして、面積の小さい半導体チップをもちいて、反射特性にすぐれた広帯域光変調装置を提供することが出来る。【選択図】　図１
2004020708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板に、高周波線路と、少なくとも電界吸収型半導体光変調器が形成された半導体チップとを、少なくとも有し、
前記電界吸収型半導体光変調器は、進行波型電極と、この進行波型電極と重畳し且つこの進行波型電極と平行な領域を有する光導波路とを、少なくとも有し、
前記高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の進行波型電極の第１の端部に少なくとも電気的に接続され、
前記高周波線路に変調器駆動回路より高周波信号を入力して前記半導体光変調器を駆動が可能であり、
且つ、前記高周波線路の少なくとも一部の特性インピーダンスが、前記変調器駆動回路の出力インピーダンスよりも大きいことを特徴とする進行波型光変調装置。
【請求項２】
絶縁性基板に、第１の高周波線路と、少なくとも電界吸収型半導体光変調器が形成された半導体チップと、第２の高周波線路とを、少なくとも有し、
前記電界吸収型半導体光変調器は、進行波型電極と、この進行波型電極と重畳し且つこの進行波型電極と平行な領域を有する光導波路とを、少なくとも有し、
前記第１の高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の進行波型電極の第１の端部に少なくとも電気的に接続され、
前記第２の高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の進行波型電極の第２の端部に少なくとも電気的に接続され、
前記第１の高周波線路に変調器駆動回路より高周波信号を入力して前記半導体光変調器を駆動が可能であり、
且つ、前記第１の高周波線路の少なくとも一部の特性インピーダンスが、前記変調器駆動回路の出力インピーダンスよりも大きいことを特徴とする進行波型光変調装置。
【請求項３】
前記高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の第１の端部に第１の配線線路を介して電気的に接続されされたことを特徴とする請求項１に記載の進行波型光変調装置。
【請求項４】
前記第１の高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の第１の端部に第１の配線線路を介して電気的に接続され、
前記第２の高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の第２の端部に第２の配線線路を介して電気的に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の進行波型光変調装置。
【請求項５】
前記第１の高周波線路の少なくとも一部の特性インピーダンスが、前記半導体光変調器の前記高周波線路の端部からの入力インピーダンスよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の進行波型光変調装置。
【請求項６】
前記第１の高周波線路の少なくとも一部の特性インピーダンスが、前記電界吸収型半導体光変調器の前記第１の高周波線路の端部からの入力インピーダンスよりも大きいことを特徴とする請求項２より請求項４のいずれかに記載の進行波型光変調装置。
【請求項７】
前記半導体チップは、更に半導体レーザーが集積され、且つ当該半導体レーザの発光光が前記電界吸収型半導体光変調器の光導波路に入射されるごとく構成されていることを特徴とする請求項１より請求項４のいずれかに記載の進行波型光変調装置。
【請求項８】
前記半導体チップは、更に前記光変調器を駆動した信号を終端するための終端抵抗を有することを特徴とする請求項１より請求項２のいずれかに記載の進行波型光変調装置。
【請求項９】
前記絶縁基板上に、前記半導体光変調器を有する半導体チップが能動部分が形成された主たる面を上にして載置され、前記半導体光変調器の有する進行波型電極に電気的に接続された配線線路を有し、前記配線線路は、前記半導体光変調器の搭載された半導体チップの高周波線路に金属リボンで電気的に接続されたことを特徴とする請求項１より請求項２のいずれかに記載の進行波型光変調装置。
【請求項１０】
前記絶縁基板上に、前記電界吸収型半導体光変調器を有する半導体チップが能動部分が形成された主たる面を上にして載置され、前記電界吸収型半導体光変調器の有する進行波型電極の両端に電気的に接続された配線線路は各々第３の高周波線路及び第４の高周波線路であり、前記第１の高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の搭載された半導体チップの第３の高周波線路に金属リボンで電気的に接続され、前記第２の高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器のの搭載された半導体チップの第４の高周波線路に金属リボンで電気的に接続されたことを特徴とする請求項１より請求項４に記載の進行波型光変調装置。
【請求項１１】
前記絶縁基板上に、前記電界吸収型半導体光変調器を有する半導体チップが能動部分が形成された主たる面を下にして載置され、
前記第１の高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の搭載された半導体チップの第１の配線線路に半田層で電気的に接続され、前記第２の高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の搭載された半導体チップの第２の配線線路に半田層で電気的に接続されていることを特徴とする請求項１より請求項２に記載の進行波型光変調装置。
【請求項１２】
前記絶縁性基板上に、更に前記電界吸収型半導体光変調器を駆動するための回路が載置されていることを特徴とする請求項１より請求項４に記載の進行波型光変調装置。
【請求項１３】
前記絶縁性基板上に、更に前記電界吸収型光変調器を駆動するための信号を終端するための抵抗が載置され、前記第２の高周波線路に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１より請求項４に記載の進行波型光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムにおける、進行波電極をもつ電界吸収型半導体光変調器を用いる光変調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおける光通信用光源は、高速化の要求が続いている。現在、１チャネル当たり１０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度の通信システムは既に実用化されており、１チャネル当たり伝送速度４０Ｇｂｉｔ／ｓのシステムについても実用化に向けての開発が行われている。このような高速光通信システムに用いられる光通信光源には、光変調器が用いられている。特に半導体材料で構成される電界吸収型光変調器は、小型で低電圧駆動が可能な変調器である。更に、この光変調器の広帯域化のため、電極を進行波型にするという方法が提案されている。この例は、例えば、特開２００１−３２６４１３号に見られる。この構造では、電極は、外部の変調器駆動回路からの高周波信号を通過させて、外部の終端抵抗に導く分布常数型の高周波伝送線路として設計される。
【０００３】
これにより集中常数型の素子のように素子の持つ静電容量で帯域が制限されることがなくなる。又、このように高速の素子においては、駆動回路と素子のインピーダンスの整合が必要となる。前記特開２００１−３２６４１３号にはインピーダンス整合法は開示されていないが、例えば特開平７−９８４４２号においては、入出力コネクタと光デバイスの電極との間にコイルとキャパシターからなるインピーダンス整合回路を設ける方法が開示されている。又、特開平９−１３３９００号には、集中常数型光変調器を形成した半導体チップと駆動回路接続部のあいだに、前記半導体チップの入力インピーダンスと駆動回路の出力インピーダンスの中間のインピーダンスをもつ線路を設ける方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのインピーダンス整合法は、特定の周波数の信号でのみしかインピーダンスを整合させることができず、広帯域にわたって信号反射の少ない特性を得ることができないという問題を有する。又、前記特開２００１−３２６４１３号に開示されるような進行波電極をもつ変調素子は、半導体チップ面積が大きくなるという問題も生じる。
【０００５】
こうした技術的背景の基に、本発明は、外部から入力される高周波信号の反射の少ない半導体光変調装置を小型にて提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基本的に次のような構成を有する。即ち、本光変調装置は、絶縁性基板に、高周波線路と、少なくとも半導体光変調器が形成された半導体チップとを、少なくとも有する。前記高周波線路は、前記半導体光変調器の電極の第１の端部に少なくとも電気的に接続され、前記高周波線路に変調器駆動回路より高周波信号を入力して前記半導体光変調器を駆動が可能である。そして、前記高周波線路の少なくとも一部の特性インピーダンスが、前記変調器駆動回路の出力インピーダンスよりも大きくせしめるものである。
【０００７】
前記半導体光変調器は電界吸収型半導体光変調器が代表的な例であり、本発明の実用的な形態は次の如きものである。即ち、本例の進行波型光変調装置は、絶縁性基板に、第１の高周波線路と、少なくとも電界吸収型半導体光変調器が形成された半導体チップと、第２の高周波線路とを、少なくとも有している。電界吸収型半導体光変調器は、進行波型電極と、この進行波型電極と重畳し且つこの進行波型電極と平行な領域を有する光導波路とを、少なくとも有して構成される。更に、第１の高周波線路は、電界吸収型半導体光変調器の第１の端部に第１の配線線路を介して電気的に接続され、第２の高周波線路は、電界吸収型半導体光変調器の第２の端部に第２の配線線路を介して電気的に接続され、第１の高周波線路に変調器駆動回路より高周波信号を入力して半導体光変調器を駆動が可能である。更に、本発明では、第１の高周波線路の少なくとも一部の特性インピーダンスが、変調器駆動回路の出力インピーダンスよりも大きくなすことが肝要である。
【０００８】
尚、本発明においては、前記第２の高周波線路を省略して進行波型光変調装置を実現することが出来る。その詳細は後述される。
【０００９】
更に、第１の高周波線路の少なくとも一部の特性インピーダンスが、電界吸収型半導体光変調器の第１の高周波線路の端部からの入力インピーダンスよりも大きくなすことも好都合である。
【００１０】
本発明の光変調装置には、当該光変調装置用の基板に直接、半導体レーザ素子を集積する形態も有用である。当該半導体レーザの発光光が電界吸収型半導体光変調器の光導波路に入射されるごとく構成される。当該光変調装置外部から光を導入することなしに、この半導体レーザの発光を用いるのである。
【００１１】
半導体チップには、更に光変調器を駆動した信号を終端するための終端抵抗が集積しても良い。
【００１２】
半導体チップの絶縁基板への搭載の形態には大きく２つの形態を取り得る。
【００１３】
第１は金属リボンを用いる方法、第２は半田層を用いる方法である。
【００１４】
即ち、第１の形態は、絶縁基板上に、電界吸収型半導体光変調器を有する半導体チップが能動部分が形成された主たる面を上にして載置される。そして、電界吸収型半導体光変調器の有する進行波型電極の両端に電気的に接続された配線線路は各々第３の高周波線路及び第４の高周波線路とすると、第１の高周波線路は、電界吸収型半導体光変調器の搭載された半導体チップの第３の高周波線路に金属リボンで電気的に接続され、第２の高周波線路は、電界吸収型半導体光変調器の搭載された半導体チップの第４の高周波線路に金属リボンで電気的に接続される。
【００１５】
第２の方法は、絶縁基板上に、電界吸収型半導体光変調器を有する半導体チップが能動部分が形成された主たる面を下にして載置される。
【００１６】
前記第１の高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の搭載された半導体チップの第１の配線線路に半田層で電気的に接続され、前記第２の高周波線路は、前記電界吸収型半導体光変調器の搭載された半導体チップの第２の配線線路に半田層で電気的に接続される。
【００１７】
又、絶縁性基板上に、更に前記電界吸収型半導体光変調器を駆動するための回路が載置されていることも有用である。前記絶縁性基板上に、更に前記電界吸収型光変調器を駆動するための信号を終端するための抵抗が載置され、前記第２の高周波線路に電気的に接続されても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の諸形態を具体的に説明するに先立って、本発明の基本的形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、セラミクスなどの絶縁性基板１の上に、電界吸収型光変調器を形成した半導体チップ２が載置された光変調装置の上面図である。この半導体チップ２には、光変調器部と、第１の高周波線路１０、第２の高周波線路１１が少なくとも搭載される。光変調器部４は、レーザ素子から入力された光を伝播させる光導波路部３と、電圧を与えることによって光の強度を変えることができる電界吸収型光変調器部４を有する。更に、変調器駆動回路５からの高周波信号を変調器部４に伝え、終端抵抗６に導く進行波型電極７が形成されている。この終端抵抗６は当該絶縁性基板１に設けることも可能である。この進行波型電極７は光変調器の光導波路３の方向と平行な方向の幅の両端を光導波路方向に垂直に延長した直線８と直線９をまたぐ（又は、交叉する）ように配置される。又、本例では、絶縁性基板１の上には第１及び第２の高周波線路１０、１１が形成され、第１及び第２の高周波線路１０、１１は、金属のリボンボンド１２によって進行波電極７と接続される。又、高周波線路１０、１１および進行波電極７と対になってコプレーナ線路を形成するグランド電極１３、１４および１５も、互いにリボンボンド１２で等電位になるように接続される。
【００２０】
以上の構成によって、変調器駆動回路５からの高周波信号は、絶縁性基板１上の高周波線路１０から半導体チップ２の進行波電極７に導かれ、光変調器部４を駆動する。そして、この後、絶縁性基板１上の高周波線路１１を経て終端抵抗６へと導かれる回路が形成される。
【００２１】
このような回路を、図１に示すようにＡＢＣの各領域に分けたとき、Ａの領域は変調器駆動回路５および終端抵抗６に接続されるため、その特性インピーダンスは、所定の値、例えば代表的には、５０Ωとなるように設計される。又、Ｃの領域、これは主に直線８と９にはさまれる光変調器部４のインピーダンスであるが、この部分は電極に高い誘電率をもつ半導体が直接接触しているため、２０Ω程度と小さい。従って、このインピーダンスを、前述の特性インピーダンス５０Ωに整合させることはできない。しかし、中間の領域Ｂの部分の特性インピーダンスを大きくたとえば１００Ω程度と、領域Ａ及び領域Ｃよりも大きく設計し、しかも領域Ｂと領域Ｃの合計の長さを、回路が通過させる最大周波数の信号波長（最大４０ＧＨｚの信号では約７．５ｍｍ）より充分短く、例えば半分以下にすることにより、領域Ｂと領域Ｃをあわせた領域の特性インピーダンスを、前述の所定の値である５０Ωとみなせるようにすることができる。線路のインピーダンスの変更は、たとえば線路１０の幅と、グランド電極１３との空隙の比を変更することで実現できる。この方法により変調器駆動回路５から終端抵抗６まで、一貫して５０Ω線路と近似することができてインピーダンス不整合に起因する信号反射等の問題を低減することができる。
【００２２】
尚、図１において、高インピーダンス領域Ｂを、領域Ｃに対して、変調器駆動回路側及び終端抵抗側の両方に設けてあるが、片方のみ、例えば、変調器駆動回路側だけに必要な長さの高インピーダンス領域を設けて領域Ｃと合わせて５０Ωの特性インピーダンスとみなせるように設計することも当然可能である。
【００２３】
尚、上記高周波線路中には領域Ａと領域Ｂの接続部１６やリボンボンデイング領域１７のように領域Ａ、Ｂ、Ｃのいずれとも特性インピーダンスの若干異なる領域が存在するが、これらも最小波長よりも短い距離におさまっているため、信号反射は大きな問題とならない。さらにこのような構成の線路で、ある程度の長さを必要とする領域は高インピーダンスの領域Ｂであるが、図１のようにこの領域の線路の相当部分を絶縁性基板１の上に設けることにより半導体チップ２の面積の増大を防ぐことができる。
【００２４】
次に、本発明の実施の諸形態を説明する。前述の図１を用いて、本発明による光変調装置の第１の実施の形態を説明する。半導体チップ２は、光変調器部４にＩｎおよびＰを主成分とする多重量子井戸（ＭＱＷ）を用いた電界吸収型光変調器を採用した。この半導体チップ２を、セラミクスからなる絶縁性基板１の上に、光変調器を形成した面を上にして載置する。この方式はジャンクションアップ式とよばれる。
【００２５】
図２は図１の光変調装置の断面図である。絶縁性基板１の上には、高周波線路１０、１１およびこれとコプレーナ線路を構成するグランド電極１３、１４が形成される。更に、半導体チップ２を固着する為の金属半田層１８が形成される。半導体チップ１上面には光導波路３、光変調器部４、進行波型電極７、グランド電極１５、絶縁膜１９が形成される。更に、半導体チップ下面にも金属層２６が形成されて半田層１８と加熱によって固着される。絶縁性基板１及び半導体チップ２上の高周波線路及びグランド電極は金属製のリボンボンド１２で電気的に接続される。半導体チップ２の下面の半田層もグランド電位に接続される（尚、この点は図示されていない）。
【００２６】
図３は半導体チップ２の変調器部４の断面図である。図３の７’は図１の光変調器部４における進行波電極を構成する電極であり、直下に次のような層構造を配置する。
【００２７】
先ず、鉄をドープした半絶縁ＩｎＰ基板２０上に５×１０１８／ｃｍ３の濃度でＳｉをドーピングしたＩｎＰ層２１を１．５μｍ積層し、その上にｎ側アンドープ層２２を２０ｎｍ成長し、ＭＱＷ層２３を９０ｎｍ６層成長する。ＭＱＷ層２３は次の構成とした。井戸層は、化合物半導体ＩｎＧａＡｌＡｓで構成され、その幅は１０ｎｍ、ひずみ量０．５％の圧縮ひずみである。バリア層は、、化合物半導体ＩｎＧａＡｌＡｓで構成され、その厚さは５ｎｍで、０．９％の引っ張りひずみの層である。この時、ＭＱＷ層２３の厚さは９０ｎｍで井戸とバリアの組成比は、Ｉｎ０．７Ａｌ０．０４９Ｇａ０．２５ＡｓとＩｎ０．３５２Ａｌ０．１Ｇａ０．５４Ａｓとした。このＭＱＷ層２３の上に９０ｎｍのアンドープ層２４を形成した。この層は、ＭＱＷから離れるにつれてＧａの割合を減らし、９０ｎｍの範囲でＩｎＡｌＡｓの層が一番上層に出来るようにした。更に、この上にＩｎＰクラッド層２５を１．７μｍ形成した。
【００２８】
このような多層半導体に、図３のように光導波路となるメサを形成し導波路以外の部分に平坦化と容量低減のために、ＳｉＯ２絶縁膜２６を形成し、多層半導体の側面に対応する部分には、ＳｉＯ２絶縁膜２６を覆ってポリイミド層２７を形成する。更に、進行波電極７’及びグランド電極１５を形成した。この多層半導体領域のメサの幅は２．５μｍで、高さは２．２μｍとした。この上に配置した伝送路を構成する電極７’の幅は８μｍで、厚さは８００ｎｍの金を蒸着することによって形成した。更に、鉄ドープ基板２０の下面にも金を主とする金属膜２８を形成した。グランド電極１５とＳｉドープ層２１は電気的に接続されている。この接続部は（図示されていない。そして、電極７’と１５の間に高周波電圧が印加されることによりＭＱＷ層２３を通過する光が変調される。
【００２９】
以上のような構成において、各部の寸法および特性インピーダンスは以下のように設計された。図１において領域Ａ、即ち、変調器駆動回路５と接続される部分の入力ポート部及び終端抵抗６との接続は、変調器駆動回路５の出力インピーダンスと同じ５０Ωで設計された。領域Ｂのうち絶縁性基板部分は、高周波線路１０の幅はリボンボンドをする必要から入力ポートと同じとし、グランド電極との間隙を増大して１１０Ωの高インピーダンス線路を形成した。この高周波線路１０の長さは２５０μｍとした。
【００３０】
領域Ｂのうち半導体チップ部分は、リボンボンド側は太く、変調器側は細くなるように線路の幅を変えたが、いずれも１１０Ωの高インピーダンス特性をもつようにし、長さは１５０μｍとした。この結果、２箇所ある領域Ｂの長さは、それぞれ約４００μｍ（＝１５０＋２５０μｍ）、合計約８００μｍになるようにした。この長さはチップの固着位置、リボンボンドの位置等で誤差が生じるが大きな問題とならない。領域Ｃ即ち直線８と直線９にはさまれる変調器部４の長さは、光に対して十分な変調を得るために１５０ミクロンとした。この部分のインピーダンスは２１Ωであった。領域Ｂと領域Ｃの合計の長さは０．９５ｍｍ（＝９５０μｍ）であり、この変調器がとり扱う最大の信号周波数４０ＧＨｚの波長７．５ｍｍに比べて１／８と充分短い。このため領域Ｂと領域Ｃを合わせた線路の特性インピーダンスは、５０Ωとみなせ、５０Ωの入力ポート部とのインピーダンス不整合はおこらない。
【００３１】
図４は、高インピーダンス線路を用いずに５０Ω線路と低インピーダンスの光変調器を接続した従来の場合と本実施例との場合のＳ１１特性を比較した図である。Ｓ１１特性とは変調器駆動回路５から入力された高周波電力と、インピーダンス不整合等で反射されてくる電力との比で、マイナスの値が大きいほど反射電力が少ない、即ち、優れた特性と言える。ちなみにＳ１１が０ｄＢとは入力と反射の電力が等しい、即ち、全く信号電力が入力されない状態を意味する。図４のように、本発明の構成ではＳ１１特性はマイナスの側に大きくシフトしており、特性が大きく改善された。
【００３２】
又、全長８００μｍの高インピーダンス線路を全て変調器チップの上に設けた場合、チップの幅は、１ｍｍ以上になってしまうが、本発明を用いた実施例１の構成の場合、チップの幅は５００μｍ以下にすることができる。これは、高価な半導体基板を用いる電界吸収型光変調器チップの場合、工業上極めて有利な利点である。尚、領域Ａは５０Ω線路なので、長さが信号波長以内という制限はないが、変調器駆動回路５や終端抵抗６の発熱が半導体チップ２に影響をおよぼさない長さが好ましい。この長さを、本実施例では２ｍｍとした。
【００３３】
図５は本発明の第２の実施例を示す図である。この例では、絶縁性基板１に載置された半導体チップ２には、半導体光変調器４と共に半導体レーザー素子２９が集積されている。
【００３４】
この半導体レーザー素子には、レーザー電極３０及びレーザー用導電路３１を通じて、外部直流電源３２よりレーザー駆動のための直流電力が供給される。この構成においては、実施例１の場合のように、光導波路３に外部レーザーより光を入射させる必要がなく、光変調装置の構成が簡単になるという利点がある。更に、本発明の第３の実施例を示す図６のように、終端抵抗６も半導体チップ２の上に集積すれば、終端抵抗６の放熱に留意する必要があるものの光変調装置の構成が簡単になる利点がある。
【００３５】
図７は、図６の装置を点線部ＡＡで切断した半導体レーザ部の断面図である。基本的に図７と共通の層を用いた構成を有するので、レーザ発光の為の部分のみ説明する。尚、図３と同一符号は同一部位を示す。ＩｎＰ基板２０上のＳｉドープのＩｎＰ層２１に、アンドープ層２２‘、ＭＱＷ層２３’、アンドープ層２４‘、クラッド層２５’が積層される。ＭＱＷ層２３‘が活性層領域を構成する。そして、この例では回折格子３６がアンドープ層２４‘上に形成されている。この半導体積層体上に一方の電極３０が形成される。尚、前記各半導体層は、図３に示す光変調器の対応する層と比較して、厚み、ドーピング濃度について、半導体レーザの所望特性に応じたものとする為、変更した以外基本構成を同じくして十分である。勿論、半導体レーザ素子に対する特性の要求に応じて、所望の設計をすることは任意である。
【００３６】
図８は本発明の第４の実施例を示す断面図である。本例は、変調器駆動回路を集積したＩＣチップ３３を絶縁性基板１の上に載置した例である。その他の構成は図２の例と同様であるので説明は省略する。この構成では絶縁性基板１上に設けられた配線に駆動用ＩＣ３３が直接接続されるため、半導体チップ２に対するＩＣチップの発熱の影響は大きくなるものの、光変調装置の構成が簡単になるという利点がある。
【００３７】
図９は本発明の第５の実施例を示す平面図である。本例は、変調器を形成した面を下にして、半導体チップ２を絶縁性基板１の上に載置した実装法を採用した例である。この実装法はジャンクションダウンとよばれる。図１０は図９の断面図である。図１０と図２を比較すると、実装基板１に対して、半導体チップ２の上下が逆になっている。
【００３８】
図１１はチップ実装前の絶縁性基板１と半導体チップ２の高周波線路のパターンを示した図である。図１１の（ａ）は絶縁性基板１の平面図、図１１の（ｂ）は半導体チップ２の平面図である。尚、図１１の（ｂ）は、半導体チップ２裏返して絶縁性基板１に貼り付ける面を示している。図１１において、絶縁性基板１の上の高周波線路１０、グランド電極１３、又、半導体チップ２の上の高周波線路７、グランド電極１５のそれぞれ対応する位置に、Ａｕ−Ｓｎの半田金属３４、３４’を形成する。この状態で半導体チップ２を裏返して、図１１の（ａ）の点線の位置に押し付け、加熱する。こうして、半田３４および３４’が溶融して半導体チップが固定されると共に、各電極が電気的に接続される。この構成によれば、電気的接続にリボンボンドを用いないので線路の幅を小さくできると共に接続部の長さも短くできる。この方式では、半導体チップ２の電極面積が小さいので、半導体チップ２の面積をさらに小さくできる。
【００３９】
図１２は、本発明第６の実施例を示す平面図である。図１２は図１１の（ｂ）と同様に、半導体チップの絶縁基板への貼り付け面のみを示している。実装基板は図１１の（ａ）と基本的に同様である。図のように進行波電極７のボンデイング部の幅を若干広げてチップテスト用パッドを設けても良い。この場合、このチップテスト用パッドを用いて、事前にテスト用探針の接触が可能なる。
【００４０】
図１３は本発明の第７の実施例を示す図である。本例は、半導体チップを絶縁性基板に次のような方法でジャンクションダウン実装した例である。即ち、絶縁性基板１の上に高周波線路１０および変調器電極７からなる伝送路を形成し、半導体チップ２の上には半導体と接触する電極７’及びグランド電極１５のみを形成し、半田３４および３４’でジャンクションダウン実装する。領域Ａおよび領域Ｂの高周波線路の特性インピーダンスは、それぞれ５０Ωおよび１１０Ωで設計される。この方法によれば、半導体チップ上に必要な電極面積は、更に小さくなる。従って、半導体チップの面積が更に、小さくできる利点がある。
【００４１】
尚、以上の諸実施例では、光変調器部４の入出力双方に高インピーダンス線路を設けてあるが、全体として５０Ωに整合しさえすれば、高インピーダンス線路の位置は一箇所でもよく、或いは三箇所以上あってもよいことはもちろんであり、又、それらの同じインピーダンス値をもたなくても良いことは勿論である。
【００４２】
以上本発明によれば、変調器駆動回路から入力される高周波信号の反射の少ない進行波電極電界吸収型半導体光変調器を用いた光変調装置を小さな半導体チップ面積で実現することができ、産業上の利益はおおきい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、外部から入力される高周波信号の反射の少ない半導体光変調装置を小型にて提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施例を示す図で絶縁性基板の上に半導体チップを載置した光変調装置の上面図である。
【図２】図２は、図１に示される光変調装置の断面図である。
【図３】図３は、半導体チップの光変調器部の例を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の場合と従来の場合の光変調装置におけるＳ１１特性の周波数依存性を比較して示す図である。
【図５】図５は、半導体チップに半導体レーザーを集積した第２の実施例を示す平面図である。
【図６】図６は、半導体チップに半導体レーザーおよび終端抵抗を集積した第３の実施例を示す半導体チップの平面図である。
【図７】図７は、半導体レーザ部光の進行方向に垂直な面での断面図である。
【図８】図８は、絶縁性基板上に変調器駆動ＩＣを載置した第４の実施例を示す断面図である。
【図９】図９は、絶縁性基板上に半導体チップをジャンクションダウン実装した第５の実施例を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図９の光変調器部の例を示す断面図である。側面模式図。
【図１１】図１１は、第５の実施例においてジャンクションダウン実装する前の絶縁性基板及び半導体チップを説明する平面図である。
【図１２】図１２は、ジャンクションダウン実装において、半導体チップにチップテスト用のパッドを設けた第６の実施例を示す半導体チップの平面図である。
【図１３】図１３は、ジャンクションダウン実装において、絶縁性基板上に連続した伝送路を設けた第７の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
１：絶縁性基板、２：半導体チップ、３：光導波路、４：光変調器部、５：変調器駆動回路、６：終端抵抗、７：高周波線路、７’：進行波型電極、８、９：光変調器部の光の伝播方向の幅の両端での光の伝播方向に垂直に延長した直線、１０、１１：高周波線路、１２：リボンボンド、１３、１４、１５：グランド電極、１６：特性インピーダンスの異なる高周波線路の接続領域、１７：リボンボンド領域、１８：半田層、１９：　絶縁膜、２０：ＩｎＰ基板、２１：ＳｉドープＩｎＰ層、２２：アンドープ層、２３：ＭＱＷ層、２４：アンドープ層、２５：クラッド層、２６：絶縁膜、２７：ポリイミド層、２８：チップ裏面金属、２９：半導体レーザー、３０：レーザー電極、３１：レーザー用導電路、３２：直流電源、３３：変調器駆動ＩＣ、３４、３４’：半田金属、３５：チップテスト用パッド、３６：回折格子。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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