(57)【要約】【課題】  フレキシブル基板とキャンパッケージとの接続に起因する高周波信号の反射により発生する高周波の干渉を抑制し、高周波信号の波形の歪みを少なくする。【解決手段】  ステム１０ａの貫通孔に封止材で固着されたリード端子１０ｃを有するレーザダイオードのキャンパッケージ１０とポリイミド膜の表面上に伝送線路１２ａを形成したフレキシブル基板１２とを有し、キャンパッケージ１０のリード端子１０ｃとフレキシブル基板１２の伝送線路１２ａの一端とを半田１２ｂを用いて接続したレーダデバイスにおいて、伝送線路１０ｃとリード端子１０ｃとの接続点近傍に、伝送線路１２ａのインピーダンスとリード端子１０ｃのインピーダンスとを整合するための抵抗１２ｃを備えたものである。【選択図】        図１
2005286305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１と第２の主面を有しこの第１と第２の主面を貫通する貫通孔を有する基体、この基体の第１の主面上に配設された半導体光素子、上記基体の貫通孔に配設されこの基体の第２の主面に一端が露呈し封止材を介して上記基体に固着されるとともに信号線を介して上記半導体光素子に接続された電極端子、および上記基体の第１の主面を覆い上記半導体光素子を封止する蓋状体を有する光半導体パッケージと、
可撓性を有する誘電体膜、およびこの誘電体膜の表面上に配設された信号伝送線を有し、上記信号伝送線の第１の端部と上記光半導体パッケージの電極端子とが上記光半導体パッケージの基体の第２の主面側において電気的に接続された可撓性基板と、
この可撓性基板の上記信号伝送線の第１の端部におけるインピーダンスと光半導体パッケージの電極端子の上記基体の第２の主面側におけるインピーダンスとを整合するインピーダンス整合手段と、を備えた光半導体装置。
【請求項２】
可撓性基板の信号伝送線が複数本並列して配設されるとともにインピーダンス整合手段が信号伝送線の第１の端部近傍の信号伝送線間でシャント接続されたことを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
【請求項３】
可撓性基板の信号伝送線の２本の間にインピーダンス整合手段として抵抗要素が配設されたことを特徴とする請求項２記載の光半導体装置。
【請求項４】
抵抗要素が配設された２本の信号伝送線の間にさらに容量要素が配設され、上記抵抗要素と直列に接続されたことを特徴とする請求項３記載の光半導体装置。
【請求項５】
容量要素が抵抗要素を介して上記抵抗要素の両側に配設されたことを特徴とする請求項４記載の光半導体装置。
【請求項６】
インピーダンス整合手段として、信号伝送線のインピーダンスを第１の端部に向けて順次高くしたことを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
【請求項７】
インピーダンス整合手段として、信号伝送線の幅を第１の端部に向けて順次狭くしたことを特徴とする請求項６記載の光半導体装置。
【請求項８】
可撓性基板の誘電体膜を介して可撓性基板に配設された信号伝送線と互いに対向し上記誘電体膜の裏面上に導体膜が配設されるとともに上記信号伝送線の第１の端部近傍においてインピーダンス整合手段が上記信号伝送線の１本と可撓性基板の上記導体膜との間でシャント接続されたことを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
【請求項９】
インピーダンス整合手段としての抵抗要素が誘電体膜の表面に配設されたことを特徴とする請求項８記載の光半導体装置。
【請求項１０】
インピーダンス整合手段としてさらに容量要素が配設され、この容量要素がシャント接続された抵抗要素と直列に接続されたことを特徴とする請求項９記載の光半導体装置。
【請求項１１】
インピーダンス整合手段が信号伝送線と直列に接続されたことを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
【請求項１２】
インピーダンス整合手段として第１の抵抗要素が配設されたことを特徴とする請求項１１記載の光半導体装置。
【請求項１３】
信号伝送線のうち２本それぞれに第１の抵抗要素が配設されるとともに信号伝送線の第１の端部近傍においてこの２本の信号伝送線の間にシャント接続された第２の抵抗要素がさらに配設されたことを特徴とする請求項１２記載の光半導体装置。
【請求項１４】
さらに第３の抵抗要素が配設されるとともに第２の抵抗要素を介して第１の抵抗要素と第３の抵抗要素とが信号伝送線に直列に接続され、Ｔ型減衰器を構成したことを特徴とする請求項１３記載の光半導体装置。
【請求項１５】
可撓性基板の誘電体膜を介して信号伝送線と互いに対向し上記誘電体膜の裏面上に導体膜が配設されるとともに第１の抵抗要素が接続された一本の信号伝送線の第１の端部近傍において、この信号伝送線と上記導体膜との間にシャント接続された第２の抵抗要素がさらに配設されたことを特徴とする請求項１２記載の光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光半導体装置に係り、特に光通信などにおいて使用される高周波信号を伴った光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信のブロードバンド化が進展し、光ファイバを用いた公衆通信網の普及に伴って、安価に大量の情報量を伝送することが益々求められている。この様な要請に応じて伝送される情報量の増大を図るためには、伝送速度を高めることが必要であり、伝送速度は６００Ｍｂｐｓから２．５Ｇｂｐｓへ、さらには１０Ｇｂｐｓへと次第に高速化されている。これに伴って光送受信器に用いられる発光・受光デバイスはさらに高速における安定性能が求められるとともに、安価で効率の高い光デバイスの開発が必須の要件である。
光デバイスの多くは、コストを安価に保つために胴軸形状をした安価なキャン（ＣＡＮ）パッケージが用いられている。キャンパッケージの胴体はステムと呼ばれ、そのステムには電気信号を伝播するための棒状のリード端子が数本設けられている。キャンパッケージを用いた光デバイスは、このリード端子と光デバイスを駆動するための駆動用ＩＣが配設された回路基板（ボード）とを半田付けにより接続して使用される。
【０００３】
しかしながら、このキャンパッケージのリード端子はインピーダンスが高いために、光デバイスを回路基板（ボード）に接続した場合、電気信号の周波数が高くなるとその接続部において電気信号の反射が発生し信号波形が劣化する。特にリード端子が長いと信号波形の劣化が顕著になるため、出来るだけ回路基板（ボード）と接続するリード端子を短くすることが必要である。
一方、リード端子を短くしすぎると、キャンパッケージに外力が加わった場合、リードのたわみで吸収することが出来ずに、回路基板の半田付け部の応力が高くなって、場合によっては半田付けがはがれるなどの損傷が発生することがある。
この問題に対処するために、可撓性のある帯状の誘電体膜に伝送線路を設けたフレキシブル基板にキャンパッケージのリードを半田付けすることにより装着し、このフレキシブル基板を介してキャンパッケージを回路基板（ボード）に接続する方法が用いられてきた。この装着方法ではフレキシブル基板のたわみによりキャンパッケージに加わった外力を吸収することができる。
このようなフレキシブル基板を用いた光デバイスの公知例としては、フレキシブル基板にレーザパッケージを取り付けた構成が開示されている（例えば、非特許文献１、１頁〜４頁）。
【０００４】
また、静電気やサージ電圧がリード端子に加わるとレーザ素子が最大許容出力以上の出力を出しレーザ素子が劣化するので、これを防ぐために、キャンパッケージの内部において、半導体レーザ素子に並列にコンデンサを設け、さらには半導体レーザ素子と直列に抵抗を設けた構成が開示されている（例えば、特許文献１  第２頁右上欄第１行〜第４行、第２頁左下欄第５行〜第１０行、および図１〜図４参照）。
【０００５】
【非特許文献１】Ｈoneywe１１ App１iｃａtion Note: ＨVAN:１ Rev:２; ０６０３, Ｈoneywe１１ VCＳEL Optiｃａ１ Proｄuｃts, "Designing with the Ｈoneywe１１ １０Ｇｂps TOＳA ａnｄ ROＳA" ,Pａge １ of ２９ Pａge ４ of ２９
【特許文献１】特開２００１−３２０１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記に記載したフレキシブル基板を用いてフレキシブル基板とキャンパッケージのリード端子とを接続した光デバイスを、光デバイス駆動用の回路基板と接続した場合、回路基板とフレキシブル基板との接続部、およびフレキシブル基板とキャンパッケージのリード端子との接続部にはインピーダンスの不一致による高周波の反射が多少なりとも存在する。
フレキシブル基板は通常１０ｍｍ程度の長さがあるため、上述のような高周波の反射が存在すると、フレキシブル基板はその両端を基点とする共振器のように働き、高周波の干渉が発生する。この結果、透過特性Ｓ２１や反射特性Ｓ１１の周波数特性を見ると数ＧＨｚピッチのうねりが発生する。このうねりによりフレキシブル基板を伝播する高周波信号の波形が歪むという問題点が発生する。
例えば、半導体レーザデバイスを例に取ると、通常フレキシブル基板とキャンパッケージとの間で生じる高周波の反射Ｓ１１はフレキシブル基板と回路基板との間で生じる反射よりも大きい。これはキャンパッケージを構成するレーザダイオードの抵抗、ステムの容量、さらにはリード端子のインダクタンスなどを含むキャンパッケージ全体のインピーダンスが周波数によって複雑に変化するためである。
従って、直接変調を行う半導体レーザデバイスにおいては、フレキシブル基板を伝播する高周波の変調信号が透過特性Ｓ２１や反射特性Ｓ１１のうねりの影響を受けるために、半導体レーザの変調波形が歪んで、良好な高周波特性が得られないという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、第１の目的はフレキシブル基板とキャンパッケージとの間のインピーダンス整合を行うことにより、キャンパッケージのリード端子とフレキシブル基板の伝送線路との間における高周波の干渉を抑制し、フレキシブル基板を伝播する高周波信号の波形の歪みを少なくすることができる光半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る光半導体装置は、互いに対向する第１と第２の主面を有しこの第１と第２の主面を貫通する貫通孔を有する基体、この基体の第１の主面上に配設された半導体光素子、基体の貫通孔に配設されこの基体の第２の主面に一端が露呈し封止材を介して基体に固着されるとともに信号線を介して半導体光素子に接続された電極端子、および基体の第１の主面を覆い半導体光素子を封止する蓋状体を有する光半導体パッケージと、可撓性を有する誘電体膜、およびこの誘電体膜の表面上に配設された信号伝送線を有し、信号伝送線の第１の端部と光半導体パッケージの電極端子とが光半導体パッケージの基体の第２の主面側において電気的に接続された可撓性基板と、この可撓性基板の信号伝送線の第１の端部におけるインピーダンスと光半導体パッケージの電極端子の基体の第２の主面側におけるインピーダンスとを整合するインピーダンス整合手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る光半導体装置においては、可撓性基板と電極端子との接続点におけるインピーダンスが整合するので、可撓性基板と電極端子との接続点における高周波信号の反射に基づき可撓性基板において発生する高周波信号の干渉が抑制され、可撓性基板を伝播する高周波信号の波形の歪みが少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の説明においては、光半導体装置の一例として、光半導体素子としてレーザダイオードを用いたレーザデバイスについて説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態に係る光半導体装置の斜視図、図２はこの発明の一実施の形態に係るキャンパッケージの内部を示す斜視図、図３はこの発明の一実施の形態に係るフレキシブル基板の表面から見た平面図、図４はこの発明の一実施の形態に係るフレキシブル基板の裏面から見た部分平面図、図５は図１の光半導体装置の等価回路図である。なお以下の各図において同じ符号は同一のものかまたは相当のものである。
図１において、光半導体パッケージとしてのキャンパッケージ１０は、基体としてのステム１０ａ上に配設されたレーザダイオード等の要素を保護するキャップ１０ｂで封止されている。ステム１０ａにはキャップ１０ｂの内部とステム１０ａの外部である裏面側とを接続する電極端子としてのリード端子１０ｃが固着されている。
キャンパッケージ１０のリード端子１０ｃには、可撓性基板としてのフレキシブル基板１２が装着され、フレキシブル基板１２の伝送線路１２ａとリード端子１０ｃは半田１２ｂで電気的に接続されている。伝送線路１２ａとリード端子１０ｃとの接続点近傍においてフレキシブル基板１２の伝送線路１２ａ間にインピーダンス整合手段としての抵抗１２ｃが配設されている。
【００１２】
フレキシブル基板１２の伝送線路１２ａは、リード端子１０ｃと接続された一端とは異なる他の一端において、キャンパッケージ１０を駆動するための駆動回路（図１には図示せず）が配設されている回路基板（ボード）１４の回路基板伝送線路１４ａと半田で接続されている。また図１および以下の図において矢印はレーザ光Ｌである。またフレキシブル基板１２の裏面には金属膜１２ｇが配設されている。
図２において、キャップ１０ｂを除去した状態のキャンパッケージ１０が示されている。ここに示されたキャンパーケージ１０は一例で、リード端子１０ｃが２本の場合であるが、さらに多くの本数のリード端子１０ｃが配設されている場合もある。
ステム１０ａは金属製、例えば直径が３〜１０ｍｍ程度の鉄製の円板でリード端子１０ｃが挿入される貫通孔１０ｄがリード端子１０ｃの個数に対応して、２〜３個穿孔されている。リード端子１０ｃはガラス製のハーメチック１０ｅによりステム１０ａに固着される。またこのハーメチックにより貫通孔１０ｄとリード端子１０ｃとの隙間が封止されている。
リード端子１０ｃは通常の突出長さよりも短く切られてステム１０ａの裏面から突出している。ただステム１０ａとリード端子１０ｃとが電気的に導通しても良い場合には、リード端子１０ｃがステム１０ａに溶接により固着されるので、この場合には貫通孔１０ｄの数はリード端子１０ｃの数より少なくなる。
【００１３】
ステム１０ａの表面上にはマウント１０ｆが接着材で固着され、このマウント１０ｆの上にさらにサブマウント１０ｇが接着材で固着され、このサブマウント１０ｇにレーザダイオード１０ｈが接着材により固着されている。
レーザダイオード１０ｈはワイヤ１０ｉによりステム１０ａの表面側でリード端子１０ｃと接続され、高周波のＲＦ信号が供給される。
ステム１０ａの表面側にあるリード端子１０ｃの突出部、ワイヤ１０ｉ、マウント１０ｆ、サブマウント１０ｇ、およびレーザダイオード１０ｈは金属製のキャップ１０ｂにより覆われ、このキャップ１０ｂとステム１０ａの表面とはハーメチックで封止される。
キャップ１０ｂの頂部はガラス製の窓（図示せず）が設けられており、この窓からレーザ光が射出される。
図３のフレキシブル基板１２は、誘電体膜としてのポリイミド膜１２ｄの表面上に信号伝送線としての伝送線路１２ａが形成されている。ポリイミド膜１２ｄの長さは１０ｍｍ、幅が５ｍｍ程度の形状をしている。伝送線路１２ａは、例えば２本のＣｕ薄膜で形成されている線路であり、５０Ωの特性インピーダンスを有し、ポリイミド膜１２ｄの長手方向に平行に形成されている。
【００１４】
フレキシブル基板１２は、伝送線路１２ａそれぞれの一端に形成された貫通孔１２ｅを有し、この貫通孔１２ｅにキャンパッケージ１０のリード端子１０ｃが挿入され、リード端子１０ｃと伝送線路１２ａとが半田１２ｂにより電気的に接続される。
伝送線路１２ａの一端に設けられた貫通孔１２ｅの近接し、例えばタングステンニッケル合金の薄膜からなる抵抗１２ｃが形成されている。この抵抗１２ｃはポリイミド膜１２ｄ上に形成され、２本の伝送線路間にシャント接続されている。この抵抗１２ｃはフレキシブル基板１２の貫通孔１２ｅ近傍における伝送線路１２ａのインピーダンスと貫通孔１２ｅに挿入されるステム１０ａの裏面側におけるリード端子１０ｃのインピーダンスとを整合するためのインピーダンス整合手段の一つである。
この伝送線路１２ａと並列に配設された抵抗１２ｃの抵抗値Ｒは、伝送線路１２ａのインピーダンスＺin（通常は５０Ωである。）と高周波におけるキャンパッケージのステム１０ａの裏面側におけるリード端子１０ｃのインピーダンスの最大値Ｚmａxに比較してあまり小さくしない方がレーザダイオード１０ｈの周波数応答帯域が劣化しないので好ましい。
その一方で、抵抗１２ｃの抵抗値ＲがインピーダンスＺinやリード端子１０ｃのインピーダンスの最大値Ｚmａxより一桁以上大きくなると反射特性Ｓ１１の改善効果が小さくなる。
【００１５】
一般に伝送線路１２ａのインピーダンスＺinは２５〜１００Ωで、リード端子１０ｃのインピーダンスの最大値Ｚmａxは５０〜１５０Ωである。このために抵抗１２ｃの抵抗値Ｒは２５〜１５００Ω（Ｒを基準に一般化すれば、Ｚin＜＝Ｒ＜＝１０Ｚmａx）の範囲内、さらに好ましくは抵抗１２ｃの抵抗値Ｒは１００〜６００Ω（Ｒを基準に一般化すれば、２Ｚin＜＝Ｒ＜＝（２〜４）Ｚmａx）の範囲内にあるときに、良好な反射特性Ｓ１１や透過特性Ｓ２１が得られる。
貫通孔１２ｅが設けられている伝送線路１２ａの一端とは異なるもう一方の端部には、フレキシブル基板１２が回路基板１４に接続される際に、回路基板１４の回路基板伝送線路１４ａと接続するための接続箇所としてのランド１２ｆが設けられている。フレキシブル基板１２が回路基板１４に接続される際には半田を用いて、ランド１２ｆと回路基板伝送線路１４ａとが電気的に接続される。
図４に示されるように、フレキシブル基板１２の裏面側は、ポリイミド膜１２ｄ全面に金属膜１２ｇが配設され、接地される。この金属膜１２ｇは、リード端子１０ｃと伝送線路１２ａとが半田１２ｂにより接続される際に、半田１２ｂと金属膜１２ｇとが短絡しないように、貫通孔１２ｅの周りは同心円状に形成されず残されて、ポリイミド膜１２ｄが露呈されている。
【００１６】
なお、２本のリード端子を介してレーザダイオード１０ｈに正・逆相の高周波信号が供給される場合である差動で駆動されるときには、フレキシブル基板１２の裏面側に配設された接地用の金属膜１２ｇは必ずしも必要としない。
つまりレーザダイオード１０が差動駆動される場合は、概ねレーザダイオード１０ｈのアノードおよびカソードのそれぞれが、個別の伝送線路１２ａと接続されており、かつレーザダイオード１０ｈのアノードおよびカソードのいずれともキャンパッケージ１０のステム１０ａと電気的に接続されていない状態になっている。
ただ１本の伝送線路１２ａと金属膜１２ｇとの間で高周波信号が供給される場合には、フレキシブル基板１２の裏面側に配設された金属膜１２ｇが必要とされる。
また図１や図２に示されたリード端子１０ｃはステム１０ａの裏面から突出しているが、リード端子１０ｃがステム１０ａの裏面から突出せずに、単にステム１０ａの裏面に露呈しているだけの場合もある。この場合は、フレキシブル基板１２の貫通孔１２は不要となり、リード端子１０ｃとフレキシブル基板１２の伝送線路１２ａとを直接に接触させて、熱圧着によりまたは半田により接続させる。
図５に示されるレーザデバイス１６に係る等価回路図において示されるように、この実施の形態１に係るレーザデバイス１６は、キャンパッケージ１０とこのキャンパッケージ１０に接続されたフレキシブル基板１２とから構成されている。
この等価回路図において接続点Ａは回路基板１４とフレキシブル基板１２とを接続する接続点を示し、接続点Ｂはフレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０のステム１０ａの外側におけるリード端子１０ｃとを接続する接続点を示している。
【００１７】
次にレーザデバイス１６の動作について説明する。
図５に示されるように、回路基板１４に配設されたキャンパッケージ１０を駆動するための駆動回路（図示せず）から接続点Ａを介してフレキシブル基板１２の伝送線路１２ａにレーザダイオード１０ｈを直接変調するための、例えば１Ｖ程度の高周波信号が伝播される。このレーザデバイス１６においては２本の伝送線路１２ａに正・逆相を有する矩形波の高周波信号が印加され差動によるレーザ駆動が行われる。この高周波信号は接続点Ｂを介してキャンパッケージ１０のリード端子１０ｃに伝播され、ワイヤ１０ｉを介してレーザダイオード１０ｈのアノードとカソードとの間に電圧が印加され、高周波信号に応じてレーザが発光する。
高周波信号が回路基板１４とフレキシブル基板１２との接続点Ａや、フレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０との接続点Ｂにおいて高周波信号の反射が生じる。接続点Ａにおける反射は、接続点Ａにおける回路基板１４の伝送線路１４ａのインピーダンスとフレキシブル基板１２の伝送線路１２ａのインピーダンスとが比較的近いのでそれほど大きな反射は生じない。
しかしながら、接続点Ｂにおいては、フレキシブル基板１２の伝送線路１２ａのインピーダンスは特性インピーダンスに近い値を有するのに対して、キャンパッケージ１０のリード端子１０ｃはガラスのハーメチック１０ｅを介してステム１０ａと固着されているためにインピーダンスが小さくなる。またレーザダイオード１０ｉの抵抗、ステム１０ａの容量、やリード１０ｃのインダクタンスなどからなるキャンパッケージ１０の総体的なインピーダンスが周波数により複雑に変化する。このために接続点Ｂにおいては、インピーダンスが整合されず高周波信号に大きな反射が生じる。
【００１８】
しかしこのレーザデバイス１６においては、接続点Ｂの近傍であるフレキシブル基板１２に設けられたリード端子１０ｃを挿入するための貫通孔１２ｅに近接して、伝送線路１２ａに相互に並列に接続された抵抗１２ｃが設けられている。このために接続点Ｂにおける伝送線路１２ａのインピーダンスとキャンパッケージ１０の外側におけるリード端子１０ｃのインピーダンスが整合されて反射が少なくなる。
高周波信号の反射が少なくなるために、高周波の反射に起因しフレキシブル基板が共振器として働くことによって発生する高周波の干渉が抑制される。この結果、透過特性Ｓ２１や反射特性Ｓ１１の周波数特性に発生する数ＧＨｚピッチのうねりが小さくなり、このうねりにより生じるフレキシブル基板を伝播する高周波信号の波形の歪みが小さくなる。延いてはレーザ発振の変調信号の波形の歪みが小さくなり、レーザデバイス１６は良好な高周波特性を有することになる。
【００１９】
図６はこの発明に係るのキャンパッケージの反射特性Ｓ１１のスミスチャートである。また図７はこの発明に係るレーザデバイスの反射特性Ｓ１１および透過特性Ｓ２１の周波数特性の計算結果を示すグラフである。
図６において、周波数を１０ＭＨｚから２０ＭＨｚまで変化させると、キャンパッケージ１０のインピーダンスは点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄ、点ｂ、点ｅ、点ｆと変化し、スミスチャートの中心である５０Ωを中心に、円を描く。点ａは１０ＭＨｚのインピーダンス、点ｃは７ＧＨｚのインピーダンス、点ｄは１２〜１３ＧＨｚのインピーダンス、点ｆは２０ＧＨｚのインピーダンスである。７ＧＨｚ付近においてインピーダンスは７５Ωと高くなり、この周波数で反射特性Ｓ１１が悪化する。従ってこの実施の形態に係るレーザデバイス１６の様にキャンパッケージ１０とフレキシブル基板１２との接続点である接続点Ｂ近傍の伝送線路１２ａ間に並列に抵抗１２ｃを挿入し、インピーダンスが高くなることを抑制すれば、高周波の反射が少なくなる。
例えば、フレキシブル基板１２の伝送線路の特性インピーダンスを５０Ωとし、２本のリード端子１０ｃを介してレーザダイオード１０ｈに正・逆相の高周波信号が供給される場合である差動で駆動される場合において、抵抗１２ｃの抵抗値を２５０Ωとした場合の反射特性Ｓ１１および透過特性Ｓ２１の周波数特性が、図７に示されるものである。
図７において、この実施の形態１に係るレーザデバイス１６の反射特性Ｓ１１が曲線ａ１で、また透過特性Ｓ２１がｂ１である。比較のために従来構成のレーザデバイス、即ち抵抗１２ｃが配設されていない場合の反射特性Ｓ１１が曲線ａ２で、また透過特性Ｓ２１がｂ２である。
【００２０】
このレーザデバイス１６が１０Ｇｂｐｓの変調速度で使用されることを考慮して１０ＧＨｚ以下の周波数について検討する。
従来構造のＳ１１（曲線ａ２）が７ＧＨｚでは−４．５ｄＢ程度まで劣化しているのに対して、抵抗１２ｃが配設されたレーザデバイス１６の反射特性Ｓ１１（曲線ａ１）は７ＧＨｚ近傍で３ｄＢ改善されており、さらに９ＧＨｚでのレーザデバイス１６の透過特性Ｓ２１を示す曲線ｂ１の盛り上がりは従来構造のレーザデバイスの透過特性Ｓ２１を示す曲線ｂ２の盛り上がりに比べて減少し、改善されている。その結果、１０ＧＨｚ以下の周波数領域におけるＳ２１の曲線ｂ１は曲線ｂ２と比較してより平滑な減衰曲線を示している。
図８はこの発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の斜視図である。
図１においては示されたレーザデバイスは、抵抗１２ｃがフレキシブル基板１２のポリイミド膜１２ｄ上にタングステンニッケル合金の薄膜からなる抵抗１２ｃが形成された例を示したが、図８においてはチップ抵抗１２ｃが伝送線路１２ａ間に配設されたものであり、薄膜からなる抵抗１２ｃと同様な効果を奏する。
図９はこの発明の一実施の形態の他の変形例に係る光半導体装置の斜視図である。また図１０は図９の変形例の一部の詳細を示す一部透視平面図である。
図９に示すように、フレキシブル基板１２に直接抵抗を接続するのが困難な場合には、抵抗接続部品１８を用いて抵抗１２ｃを付加しても良い。
【００２１】
図１０に示すように、抵抗接続部品１８はエポキシ等の絶縁板１８ａに接続線路１８ｂを設けて、この接続線路１８ｂ相互間に薄膜抵抗１２ｃを並列に接続したものである。この接続線路１８ｂにはリード端子１０ｃが挿入される貫通孔を設けておき、フレキシブル基板１２の伝送線路１２ａの貫通孔１２ｅをリード端子１０ｃに挿入し、フレキシブル基板１２の伝送線路１２ａの上から抵抗接続部品１８の貫通孔を介して抵抗接続部品１８をリード端子１０ｃに装着し、接続線路１８ｂとフレキシブル基板１２の伝送線路１２ａとを接触させ、リード端子１０ｃと伝送線路１２ａと接続線路１８ｂとを半田で接続することにより、リード端子１０ｃと伝送線路１２ａの接続点である接続点Ｂ近傍において、薄膜抵抗１２ｃを配設するものである。
図１０においては、絶縁板１８ａを透視して示し、絶縁板１８ａの裏面に配設された接続線路１８ｂおよび薄膜抵抗１２ｃを可視できるように描いている。また接続線路１８ｂおよび薄膜抵抗１２ｃの斜線は断面を示すのではなく、接続線路１８ｂおよび薄膜抵抗１２ｃを明示的に示すために斜線を付けている。
このような構成をとることにより、フレキシブル基板１２として従来の部品を使用しても、簡単な構成でリード端子１０ｃと伝送線路１２ａの接続点近傍において、薄膜抵抗１２ｃを配設することができ、レーザデバイス１６の高周波特性を改良することができる。
【００２２】
図１１はこの発明の一実施の形態の他の変形例に係る光半導体装置の斜視図である。また図１２は図１１の光半導体装置の等価回路図である。
以上の説明においては、抵抗１２ｃはフレキシブル基板１２上に配設されてきたが、フレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０のリード端子１０ｃとの接続点近傍であれば、キャンパッケージ１０上などでも良い。図１１においてはチップ抵抗１２ｃをワイヤ２０を介してキャンパッケージ１０上に配設した構成である。この構成においても抵抗１２ｃがフレキシブル基板１２上に配設された場合と同様の効果を有する。
図１３はこの発明の一実施の形態に係る光半導体装置のフレキシブル基板の変形例を示す平面図である。また図１４は図１３のフレキシブル基板を使用した光半導体装置の等価回路図である。
図１３に示されたフレキシブル基板１２においては、貫通孔１２ｅ近傍において伝送線路１２ａそれぞれと個別に一端が接続された薄膜抵抗１２ｃがポリイミド膜１２ｄ上に配設されている。この薄膜抵抗１２ｃの他端と接続されたアイランド１２ｈをポリイミド膜１２ｄ上形成し、このアイランド１２ｈに配設したビアホール１２ｉを介して薄膜抵抗１２ｃはポリイミド膜１２ｄの裏面に配設された金属膜１２ｇと接続され接地される。
また図１４で示される等価回路図の構成を有するレーザデバイス１６の一例として、薄膜抵抗１２ｃに替えてチップ抵抗１２ｃを使用し、このチップ抵抗１２ｃを貫通孔１２ｅ近傍において伝送線路１２ａそれぞれと個別に一端が接続され、チップ抵抗１２ｃの他端がアイランド１２ｈと接続され、このアイランド１２ｈに配設したビアホール１２ｉを介してポリイミド膜１２ｄの裏面に配設された金属膜１２ｇと接続された構成としてもよい。
図１３や図１４に示されたフレキシブル基板１２やレーザデバイス１６では、接地端としてポリイミド膜１２ｄの裏面に配設された金属膜１２ｇを使用したが、キャンパッケージ１０のステム１０ａを接地端としても良い。
【００２３】
以上のように、この実施の形態１に係るレーザデバイスにおいては、キャンパッケージ１０とフレキシブル基板１２との接続点である接続点Ｂとなるフレキシブル基板１２の貫通孔１２ｅ近傍の伝送線路１２ａ間に並列に抵抗を接続することにより、接続点Ｂにおける伝送線路１２ａのインピーダンスとキャンパッケージ１０の外側におけるリード端子１０ｃのインピーダンスが整合されて高周波信号の反射が少なくなり、フレキシブル基板１２が共振器として働く高周波の干渉が抑制され、フレキシブル基板１２を伝播する高周波信号の波形の歪みが小さくなる。延いてはレーザ発振の変調信号の波形の歪みが小さくなり、良好な高周波特性を有するレーザデバイスを構成することができる。
【００２４】
実施の形態２．
図１５はこの発明の一実施の形態に係る光半導体装置の斜視図、図１６は図１５の光半導体装置の等価回路図である。
実施の形態１においては、フレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０のリード端子１０ｃとの接続点である接続点Ｂ近傍において、インピーダンス整合手段として抵抗１２ｃを接続した例を説明した。
この実施の形態２のレーザデバイス２５においては、抵抗１２ｃに加えて、抵抗１２ｃと直列に容量１２ｊを接続して、抵抗１２ｃと容量１２ｊとをインピーダンス整合手段としたものである。他の構成は実施の形態１と同じである。またこの場合の抵抗１２ｃは例えばチップ抵抗を、また容量１２ｊは例えばチップキャパシタを使用している。
レーザダイオード１０ｈにはしきい値電圧程度のバイアス電圧を印加するので、バイアス電圧に対応してフレキシブル基板１２の伝送線路１２ａには直流のバイアス電流と高周波の信号電流（変調電流）とが同時に流れる。抵抗１２ｃと直列に容量１２ｊを接続すれば、容量１２ｊがあるためにこの抵抗１２ｃには直流成分は電流は流れないが、キャンパッケージ１０のインピーダンスが高くなる７ＧＨｚ程度の高周波信号の交流成分は抵抗１２ｃに流れる。
その結果、直流成分が無駄に抵抗１２ｃで消費されてしまうのを防止することができるとともに、高周波数の交流成分は抵抗１２ｃに分流されるので、キャンパッケージ１０のインピーダンスが高周波で高くなることに伴うキャンパッケージ１０とフレキシブル基板１２との接続点における高周波の交流成分の反射を抑えることが可能となり、高効率で変調特性のよいレーザデバイスを構成することができる。
【００２５】
図１７はこの発明に係るレーザデバイスの反射特性Ｓ１１および透過特性Ｓ２１の周波数特性の計算結果を示すグラフである。
図１７は、図１５および図１６の構成において、抵抗１２ｃの抵抗値を２５０Ω、容量１２ｊの容量を２ｐＦとした場合について計算されている。この計算においても、伝送線路１２ａのインピーダンスが５０Ωで、２本のリード端子１０ｃを介してレーザダイオード１０ｈに正・逆相の高周波信号が供給される場合である差動で駆動されることは、実施の形態１の場合と同じである。
図１７において、この実施の形態２に係るレーザデバイス２５の反射特性Ｓ１１が曲線ａ１で、また透過特性Ｓ２１がｂ１である。比較のために従来構成のレーザデバイス、即ち抵抗１２ｃおよび容量１２ｊが配設されていない場合の反射特性Ｓ１１が曲線ａ２で、また透過特性Ｓ２１がｂ２である。
従来構造のＳ１１（曲線ａ２）が７ＧＨｚでは−４．５ｄＢ程度まで劣化しているのに対して、抵抗１２ｃおよび容量１２ｊが配設されたレーザデバイス２５の反射特性Ｓ１１（曲線ａ１）は７ＧＨｚ近傍で３．５ｄＢ改善されており、さらに９ＧＨｚでのレーザデバイス１６の透過特性Ｓ２１を示す曲線ｂ１の盛り上がりは従来構造のレーザデバイスの透過特性Ｓ２１を示す曲線ｂ２の盛り上がりに比べて減少し、改善されている。
容量１２ｊの容量としては１０Ｇｂｐｓの場合の使用を考慮した場合、０．５ｐＦ程度以上あれば、１０ＧＨｚ程度の高周波に対して有効であり、望ましくは１ｐＦ以上である。但し容量の値が大きくなりすぎると、群遅延が発生するので群遅延に対する余裕が少ない構成の場合においては、容量の値が５ｐＦ以下になるように設定するとよい。
【００２６】
図１８はこの発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の斜視図である。また図１９は図１８の光半導体装置の等価回路図である。
レーザダイオード１０ｈに正・逆相の高周波信号が供給される差動でのレーザ駆動の場合は、正・逆相の高周波信号が供給される２つの伝送線路が、抵抗１２ｃに対して電気的に対称であることが望ましい。図１８および図１９において示された変形例のレーザデバイス２５は、フレキシブル基板１２の貫通孔１２ｅ近傍の伝送線路１２ａ相互間に、抵抗１２ｃとこの抵抗１２ｃに直列に接続された容量１２ｊとを伝送線路１２ａに対して並列に接続することは先に記載した実施の形態２のレーザデバイス２５と同じであるが、この変形例のレーザデバイス２５においては抵抗１２ｃを中心に容量１２ｊが対称に配設されている。
この場合２つの容量が直列になるので、容量１２ｊの値は、図１５および図１６で示された実施の形態２の場合における容量１２ｊの２倍の値にすれば図１７のグラフで示されたＳ１１およびＳ２１の良好な特性を得ることができる。
また容量１２ｊと抵抗１２ｃとを入れ替えて容量１２ｊを一つにし、この容量１２ｊの両側に抵抗１２ｃを対称に接続しても良い。この場合には、抵抗１２ｃの抵抗値を、図１５で示された実施の形態２の場合における抵抗１２ｃの抵抗値の２分の１の値にすれば図１７のグラフで示されたＳ１１およびＳ２１の良好な特性を得ることができる。
【００２７】
以上のように、この実施の形態２に係るレーザデバイス２５においては、キャンパッケージ１０とフレキシブル基板１２との接続点Ｂ近傍である、フレキシブル基板１２の貫通孔１２ｅ近傍の伝送線路１２ａ相互間に、抵抗１２ｃとこの抵抗１２ｃに直列に接続された容量１２ｊとを伝送線路１２ａに対して並列に接続することにより、伝送線路１２ａとキャンパッケージ１０の外側におけるリード端子１０ｃとの接続点である接続点Ｂにおけるインピーダンスが整合されて高周波信号の反射が少なくなり、フレキシブル基板１２が共振器として働く高周波の干渉が抑制され、フレキシブル基板を伝播する高周波信号の波形の歪みが小さくなるとともにさらに抵抗１２ｃにおける電力消費を少なくすることができる。延いては高効率で、レーザ発振の変調信号の波形の歪みが小さくなり、良好な高周波特性を有するレーザデバイスを構成することができる。
【００２８】
実施の形態３．
図２０はこの発明の一実施の形態に係る光半導体装置の斜視図である。また図２１は図２０の光半導体装置の等価回路図である。
実施の形態２の場合は、直列接続された容量１２ｊと抵抗１２ｃとを介して直接に伝送線路１２ａ相互を接続した場合であるが、この実施の形態３においてはそれぞれの伝送線路と接地端とを直列接続された容量１２ｊと抵抗１２ｃとを介して接続する構成である。その他の構成は実施の形態２と同じである。
図２０において、レーザデバイス３０のフレキシブル基板１２は、貫通孔１２ｅ近傍において伝送線路１２ａそれぞれと個別に一端が接続された薄膜抵抗１２ｃがポリイミド膜１２ｄ上に配設され、それぞれの薄膜抵抗１２ｃの他端と容量１２ｊの一方電極となる導電膜のアイランド１２ｋとが接続された構成である。容量１２ｊはアイランド１２ｋとポリイミド膜１２ｄとこのポリイミド膜１２ｄの裏面上に配設された金属膜１２ｇとにより構成されている。この金属膜１２ｇは接地される。
そして図２０および図２１により示されるこの実施の形態３のレーザデバイス３０の構成においても、フレキシブル基板１２の貫通孔１２ｅ近傍の伝送線路１２ａと接地端との間に、抵抗１２ｃとこの抵抗１２ｃに直列に接続された容量１２ｊとを伝送線路１２ａと接地端との間に並列に接続されるとともに、抵抗１２ｃと容量１２ｊとがそれぞれ接続された２本の伝送線路１２ａは接地端を介して電気的に対称に配設されている。
従って実施の形態２の変形例である図１８の構成を有するレーザデバイス２５と同様の効果を奏する。
【００２９】
図２２はこの発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の斜視図である。
実施の形態３の図２０に示されたレーザデバイス３０は、抵抗１２ｃとしてフレキシブル基板１２のポリイミド膜１２ｄ上に配設された薄膜抵抗を用いた。図２２で示された変形例のレーザデバイス３０は、抵抗１２ｃとして薄膜抵抗の変わりにチップ抵抗を用いている。この変形例によるレーザデバイス３０も実施の形態３に示された図２０のレーザデバイスと同様の効果を奏する。
図２３はこの発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の等価回路図である。
図２０および図２２に示されるレーザデバイス３０は図２１の等価回路図に示されるように接地を介してつながっている。図２３の等価回路図に示されたレーザデバイス３０は他の回路配線１２ｌを介して２本の伝送線路１２ａが接続されており、２本の伝送線路１２ａは回路配線１２ｌに対して電気的に対称に配設されている。従って実施の形態２の変形例である図１８の構成を有するレーザデバイス２５と同様の効果を奏する。
【００３０】
実施の形態４．
図２４はこの発明の一実施の形態に係る光半導体装置の平面図である。また図２５は図２４の光半導体装置の等価回路図である。
この実施の形態４は単相駆動などのように一本の伝送線路１２ａを用いて高周波の変調信号を伝播しキャンパッケージ１０のレーザダイオード１０ｈを駆動する場合に、フレキシブル基板１２のポリイミド膜１２ｄの表面上に配設された一本の伝送線路１２ａとポリイミド膜１２ｄの裏面上に配設された金属膜１２ｇとを高周波信号の信号給電線として使用し、一本の伝送線路１２ａと金属膜１２ｇとの間にシャント接続されたインピーダンス整合手段を備えたものである。
ここで云う単相駆動とは２つの場合がある。すなわちいずれの場合においてもレーザダイオード１０ｈのアノードまたはカソードの一方の電極がフレキシブル基板１２の一本の伝送線路１２ａと接続され、伝送線路１２ａと接続されていないレーザダイオード１０ｈの他方の電極が金属膜１２ｇと接続されているのであるが、
金属膜１２ｇと接続されている方のレーザダイオード１０ｈの電極がキャンパッケージ１０のステム１０ａと接続されていない場合
金属膜１２ｇと接続されている方のレーザダイオード１０ｈの電極がキャンパッケージ１０のステム１０ａと接続されている場合
である。従っていずれの単相駆動においても、伝送線路１２ａと金属膜１２ｇとが必要となる。
【００３１】
図２４において、レーザデバイス３５のフレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０とは、フレキシブル基板１２の伝送線路１２ａの一端に貫通孔１２ｅが形成され、この貫通孔１２ｅにキャンパッケージ１０のリード端子１０ｃが挿入され、リード端子１０ｃと伝送線路１２ａとが半田１２ｂにより電気的に接続されている。
フレキシブル基板１２の裏面側は、ポリイミド膜１２ｄ全面に金属膜１２ｇが配設され、この金属膜１２ｇと伝送線路１２ａに接続されたリード端子１０ｃとは異なるもう一本のリード端子１０ｃとが半田で接続され、伝送線路１２ａと金属膜１２ｇとがレーザダイオード１０ｈを駆動するための信号給電線を構成している。
フレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０のリード端子１０ｃとの接続点である接続点Ｂ近傍に配設されたインピーダンス整合手段としての抵抗１２ｃとして、貫通孔１２ｅ近傍において伝送線路１２ａと一端が接続された薄膜抵抗１２ｃがポリイミド膜１２ｄ上に配設されている。この薄膜抵抗１２ｃの他端と接続されたアイランド１２ｈをポリイミド膜１２ｄ上に形成し、薄膜抵抗１２ｃをこのアイランド１２ｈに配設したビアホール１２ｉを介してポリイミド膜１２ｄの裏面に配設された金属膜１２ｇと接続されている。
このように構成された単相駆動などのレーザデバイス３５においては、キャンパッケージ１０とフレキシブル基板１２との接続点Ｂ近傍である、フレキシブル基板１２の貫通孔１２ｅ近傍の伝送線路１２ａと金属膜１２ｇとの間に並列に抵抗１２ｃを接続することにより、接続点Ｂにおける伝送線路１２ａのインピーダンスとキャンパッケージ１０の外側におけるリード端子１０ｃのインピーダンスが整合されて高周波信号の反射が少なくなり、フレキシブル基板１２が共振器として働く高周波の干渉が抑制され、フレキシブル基板１２を伝播する高周波信号の波形の歪みが小さくなる。
延いては単相駆動などの場合において、レーザ発振の変調信号の波形の歪みが小さくなり、良好な高周波特性を有するレーザデバイスを構成することができる。
【００３２】
図２６はこの発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の平面図である。また図２７は図２６の光半導体装置の等価回路図である。
図２６の変形例に係るレーザデバイス３５が、図２４のレーザデバイス３５と相違する点は、図２４のレーザデバイス３５に配設された薄膜抵抗１２ｃが、アイランド１２ｈに配設されたビアホール１２ｉを介してポリイミド膜１２ｄの裏面に配設された金属膜１２ｇと接続されている。
これに対して、図２６の変形例に係るレーザデバイス３５においては、伝送線路１２ａとポリイミド膜１２ｄの裏面に配設された金属膜１２ｇとの間を、直列接続された抵抗１２ｃと容量１２ｊとを介して接続する点が異なっている。その他の構成は図２４の実施の形態４のレーザデバイス３５と同じ構成である。
図２６に示されたレーザデバイス３５のフレキシブル基板１２は、貫通孔１２ｅ近傍において伝送線路１２ａと一端が接続された薄膜抵抗１２ｃがポリイミド膜１２ｄ上に配設され、この薄膜抵抗１２ｃの他端と容量１２ｊの一方電極となる導電膜のアイランド１２ｋとが接続された構成である。容量１２ｊはアイランド１２ｋとポリイミド膜１２ｄとこのポリイミド膜１２ｄの裏面上に配設された金属膜１２ｇとにより構成されている。
図２６の変形例に係るレーザデバイス３５においては、単相駆動などの場合において、実施の形態２と同様に、直流成分が無駄に抵抗１２ｃで消費されてしまうのを防止し、かつキャンパッケージ１０のインピーダンスが高周波で高くなることに伴うキャンパッケージ１０とフレキシブル基板１２との接続点における反射を抑えることが可能となる。延いては高効率で変調特性のよいレーザデバイス３５構成することができる。
【００３３】
以上のように、この実施の形態に係るレーザデバイスにおいては、単相駆動などにおいて、キャンパッケージ１０とフレキシブル基板１２との接続点である接続点Ｂとなるフレキシブル基板１２の貫通孔１２ｅ近傍の伝送線路１２ａとフレキシブル基板１２の裏面に配設された金属膜１２ｇとの間に並列に抵抗もしくは直列に接続された抵抗と容量とを接続することにより、接続点Ｂにおける伝送線路１２ａのインピーダンスとキャンパッケージ１０の外側におけるリード端子１０ｃのインピーダンスが整合されて高周波信号の反射が少なくなり、フレキシブル基板１２が共振器として働く高周波の干渉が抑制され、フレキシブル基板１２を伝播する高周波信号の波形の歪みが小さくなる。延いてはレーザ発振の変調信号の波形の歪みが小さくなり、良好な高周波特性を有する単相駆動などのレーザデバイスを構成することができる。
【００３４】
実施の形態５．
図２８はこの発明の一実施の形態に係る光半導体装置の平面図である。
この実施の形態５においては、フレキシブル基板１２に配設された伝送線路１２ａの一部に薄膜抵抗１２ｃを伝送線路１２ａに直列に接続したものである。この実施の形態５においては、２本の伝送線路１２ａに正・逆相を有する矩形波の高周波信号が印加され差動によるレーザ駆動が行われる場合のフレキシブル基板１２を例に説明するが、実施の形態４において説明した単相駆動などのように一本の伝送線路１２ａと金属膜１２ｇとを用いて高周波の変調信号を伝播しキャンパッケージ１０のレーザダイオード１０ｈを駆動する場合のフレキシブル基板１２に適用しても同様の効果を奏する。
図２８において、レーザデバイス４０のフレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０とは、フレキシブル基板１２の伝送線路１２ａの一端に貫通孔１２ｅが形成され、この貫通孔１２ｅにキャンパッケージ１０のリード端子１０ｃが挿入され、リード端子１０ｃと伝送線路１２ａとが半田１２ｂにより電気的に接続されている。
このフレキシブル基板１２の貫通孔１２ｅに近い伝送線路１２ａそれぞれの一部に第１の抵抗要素としての薄膜抵抗１２ｍが直列に接続されている。
高周波信号がフレキシブル基板１２に伝播されると、フレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０との接続点である接続点Ｂにおいて高周波信号の反射が生じる。
しかしこのレーザデバイス４０においては、接続点Ｂの近傍であるフレキシブル基板１２に設けられたリード端子１０ｃを挿入するための貫通孔１２ｅに近接して伝送線路１２ａに直列に接続された薄膜抵抗１２ｍが設けられている。このために接続点Ｂにおいて高周波信号の反射があった場合でも、この高周波の反射に伴って発生する、フレキシブル基板を共振器として働く高周波信号の共振が、伝送線路１２ａに直列に接続された薄膜抵抗１２ｍのために減衰し、共振の発生が抑制され、高周波の干渉が抑制される。
【００３５】
この結果、透過特性Ｓ２１や反射特性Ｓ１１の周波数特性に発生する数ＧＨｚピッチのうねりが小さくなり、このうねりにより生じるフレキシブル基板１２を伝播する高周波信号の波形の歪みが小さくなる。延いてはレーザ発振の変調信号の波形の歪みが小さくなり、レーザデバイス４０は良好な高周波特性を有することになる。
図２９はこの発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の平面図である。
図２９においては、図２８の伝送線路１２ａに直列に接続された薄膜抵抗１２ｍに加えて、伝送線路１２ａ相互間に並列に接続された第２の抵抗要素としての抵抗１２ｃがさらに接続された構成である。
また、図３０はこの発明の一実施の形態の他の変形例に係る光半導体装置の平面図である。
図３０においては、図２９の伝送線路１２ａに配設された薄膜抵抗１２ｍおよび抵抗１２ｃに加えて、抵抗１２ｃを介して薄膜抵抗１２ｍと直列に第３の抵抗要素としての薄膜抵抗１２ｎがさらに配設され、Ｔ型減衰器４２および４４が形成された構成である。
図２９に示されたレーザデバイス４０も図３０に示されたレーザデバイス４０も図２８で示されたレーザデバイス４０と同様に、フレキシブル基板１２を共振器として働く高周波信号の共振が減衰して、共振が発生しにくくなり、高周波の干渉が抑制され、図２８で示されたレーザデバイス４０と同様の効果を有する。
なおＴ型減衰器の代わりにπ型減衰器を構成しても同様の効果を奏する。
【００３６】
以上のようにこの実施の形態に係るレーザデバイス４０においては、伝送線路１２ａに直列に接続された薄膜抵抗１２ｍにより、また薄膜抵抗１２ｍと並列抵抗１２ｃにより、さらにはＴ型減衰器やπ型減衰器により、フレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０との接続点における高周波信号の反射により生じるフレキシブル基板１２を共振器とする共振が減衰され、高周波の干渉が抑制される。このために透過特性Ｓ２１や反射特性Ｓ１１の周波数特性に発生する数ＧＨｚピッチのうねりが小さくなり、フレキシブル基板を伝播する高周波信号の波形の歪みが小さくなる。延いてはレーザ発振の変調信号の波形の歪みが小さく、良好な高周波特性を有するレーザデバイスを構成することができる。
また、この実施の形態５においては伝送線路１２ａに直列に接続された薄膜抵抗１２ｍ、薄膜抵抗１２ｍと伝送線路１２ａ相互間に並列に接続された抵抗１２ｃとを、あるいはまたＴ型減衰器４２やπ型減衰器を、フレキシブル基板１２上に設けた場合について述べたが、伝送線路に直列に接続される薄膜抵抗１２ｍ、伝送線路に直列に接続される薄膜抵抗１２ｍと伝送線路相互間に並列に接続される抵抗１２ｃとを、またＴ型減衰器４２やπ型減衰器などを、回路基板１４上に配設し、伝送線路１４ａと接続しても同様の効果を有する。
これは共振の原因となるフレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０との接続部で生じた電気的反射が伝送線路１２ａを経由して伝送線路１４ａまで伝播されるために、回路基板１４上で吸収させ減衰させても同様の効果があるためである。
【００３７】
実施の形態６．
図３１はこの発明の一実施の形態に係る光半導体装置の平面図である。図３２はこの発明に係るレーザデバイスの反射特性Ｓ１１および透過特性Ｓ２１の周波数特性の計算結果を示すグラフである。
この実施の形態６においては、２本の伝送線路１２ａに正・逆相を有する矩形波の高周波信号が印加され差動によるレーザ駆動が行われる場合のフレキシブル基板１２を例に説明するが、実施の形態４において説明した単相駆動やフローティング駆動などのように一本の伝送線路１２ａとフレキシブル基板１２の裏面に配設された金属膜１２ｇとを用いて高周波の変調信号を伝播し、キャンパッケージ１０のレーザダイオード１０ｈを駆動する場合のフレキシブル基板１２に適用しても同様の効果を奏する。
図３１に示されたレーザデバイス４５は、回路基板１４の回路基板伝送線路１４ａと接続するためランド１２ｆからフレキシブル基板１２がリード端子１０ｃに挿入される貫通孔１２ｅに向けて伝送線路１２ａの幅が次第に細くなるように形成され、伝送線路１２ａのランド１２ｆから貫通孔１２ｅに向けてインピーダンスが高くなるようになっている。
ランド１２ｆでは回路基板１４とフレキシブル基板１２との接続点である接続点Ａにおいて高周波信号の反射を少なくするために回路基板伝送線路１４ａの特性インピーダンス、通常５０Ωに設定することが必要となるが、フレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０のリード端子１０ｃのインピーダンスを整合するために、伝送線路１２ａのリード端子１０ｃとの接続点である貫通孔１２ｅ近傍において、インピーダンスを高くしておけば、高周波信号の反射が少なくなる。
【００３８】
図３２において、この実施の形態６に係るレーザデバイス４５の反射特性Ｓ１１が曲線ａ１で、また透過特性Ｓ２１がｂ１である。比較のために従来構成のレーザデバイス、即ち伝送線路１２ａの幅が一様に形成された場合の反射特性Ｓ１１が曲線ａ２で、また透過特性Ｓ２１がｂ２である。
従来構成のレーザデバイスにおいて高周波の透過特性Ｓ２１に７ＧＨｚ近傍において盛り上がりができるのは、キャンパッケージ１０のリード端子１０ｃにおけるインピーダンスが７ＧＨｚ近傍で高くなり、反射特性のＳ１１が増加するためである。このためにキャンパッケージ１０のリード端子１０ｃ近傍においてインピーダンスを高くしておけば、７ＧＨｚ付近でリード端子１０ｃにおけるインピーダンスが高くなっても反射特性Ｓ１１が大きくならない。
図３２に示されるように、７ＧＨｚにおけるレーザデバイス４５のＳ１１は従来構造のＳ１１に比べて約１.５ｄＢ改善され、７ＧＨｚにおけるＳ２１の落ち込みも改善されている。
以上のようにこの実施の形態６においては、フレキシブル基板１２の伝送線路が回路基板１４の回路基板伝送線路１４ａと接続される端部からキャンパッケージ１０のリード端子１０ｃが挿入される貫通孔１２ｅに向けて順次インピーダンスが高くなるように伝送線路幅が狭くなっているので、実施の形態１と同様に、フレキシブル基板１２の貫通孔１２ｅ近傍の伝送線路１２ａのインピーダンスとキャンパッケージ１０の外側におけるリード端子１０ｃのインピーダンスが整合されて高周波信号の反射が少なくなり、フレキシブル基板１２が共振器として働く高周波の干渉が抑制され、フレキシブル基板１２を伝播する高周波信号の波形の歪みが小さくなる。延いてはレーザ発振の変調信号の波形の歪みが小さくなり、良好な高周波特性を有するレーザデバイスを構成することができる。
【００３９】
なお、以上説明した実施の形態１〜６において、さらに伝送線路に直列に接続される薄膜抵抗１２ｍ、伝送線路に直列に接続される薄膜抵抗１２ｍと伝送線路相互間に並列に接続される抵抗１２ｃとを、あるいはまたＴ型減衰器４２やπ型減衰器などを回路基板１４上に配設してもよい。
回路基板１４上の伝送線路１４ａに直列に薄膜抵抗１２ｍを、伝送線路１４ａに直列に接続される薄膜抵抗１２ｍと伝送線路１４ａの相互間に並列に接続される抵抗１２ｃとを、あるいはまた伝送線路１４ａにＴ型減衰器４２やπ型減衰器を配設すると、これらをフレキシブル基板１２上に設けた場合と同様にフレキシブル基板１２とキャンパッケージ１０との接続によって生じる共振が吸収され減衰される。
この場合回路基板１４からレーザダイオード１０ｈに到る全体の透過特性Ｓ２１の周波数特性に発生する数ＧＨｚピッチのうねりが改善される。
以上の実施の形態の説明においては、光半導体装置の一例としてレーザデバイスについて説明したがフォトダイオードなどの受光素子を用いた光半導体装置においても同様の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、この発明に係る光半導体装置は、安価で良好な変調特性が求められる光通信などの受・発光装置に使用する光半導体装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の一実施の形態に係る光半導体装置の斜視図である。
【図２】この発明の一実施の形態に係るキャンパッケージの内部を示す斜視図である。
【図３】この発明の一実施の形態に係るフレキシブル基板の表面から見た平面図である。
【図４】この発明の一実施の形態に係るフレキシブル基板の裏面から見た部分平面図である。
【図５】図１の光半導体装置の等価回路図である。
【図６】この発明に係るのキャンパッケージの反射特性Ｓ１１のスミスチャートである。
【図７】この発明に係るレーザデバイスの反射特性Ｓ１１および透過特性Ｓ２１の周波数特性の計算結果を示すグラフである。
【図８】この発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の斜視図である。
【図９】この発明の一実施の形態の他の変形例に係る光半導体装置の斜視図である。
【図１０】図９の変形例の一部の詳細を示す一部透視平面図である。
【図１１】この発明の一実施の形態の他の変形例に係る光半導体装置の斜視図である。
【図１２】図１１の光半導体装置の等価回路図である。
【図１３】この発明の一実施の形態に係る光半導体装置のフレキシブル基板の変形例を示す平面図である。
【図１４】図１３のフレキシブル基板を使用した光半導体装置の等価回路図である。
【図１５】この発明の一実施の形態に係る光半導体装置の斜視図である。
【図１６】図１５の光半導体装置の等価回路図である。
【図１７】この発明に係るレーザデバイスの反射特性Ｓ１１および透過特性Ｓ２１の周波数特性の計算結果を示すグラフである。
【図１８】この発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の斜視図である。
【図１９】図１８の光半導体装置の等価回路図である。
【図２０】この発明の一実施の形態に係る光半導体装置の斜視図である。
【図２１】図２０の光半導体装置の等価回路図である。
【図２２】この発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の斜視図である。
【図２３】この発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の等価回路図である。
【図２４】この発明の一実施の形態に係る光半導体装置の平面図である。
【図２５】図２４の光半導体装置の等価回路図である。
【図２６】この発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の平面図である。
【図２７】図２６の光半導体装置の等価回路図である。
【図２８】この発明の一実施の形態に係る光半導体装置の平面図である。
【図２９】この発明の一実施の形態の変形例に係る光半導体装置の平面図である。
【図３０】この発明の一実施の形態の他の変形例に係る光半導体装置の平面図である。
【図３１】この発明の一実施の形態に係る光半導体装置の平面図である。
【図３２】この発明に係るレーザデバイスの反射特性Ｓ１１および透過特性Ｓ２１の周波数特性の計算結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１０ａ  ステム、    １０ｈ  レーザダイオード、    １０ｃ  リード端子、    １０ｂ  キャップ、    １０  キャンパッケージ、    １２ｄ  ポリイミド膜、    １２ａ  伝送線路、    １２  フレキシブル基板、    １２ｃ  抵抗、    １２ｊ  容量、    １２ｇ  金属膜、    １２ｍ  薄膜抵抗、    １２ｎ  薄膜抵抗。
【図１】
2005286305.tif 000003
【図２】
2005286305.tif 000004
【図３】
2005286305.tif 000005
【図４】
2005286305.tif 000006
【図５】
2005286305.tif 000007
【図６】
2005286305.tif 000008
【図７】
2005286305.tif 000009
【図８】
2005286305.tif 000010
【図９】
2005286305.tif 000011
【図１０】
2005286305.tif 000012
【図１１】
2005286305.tif 000013
【図１２】
2005286305.tif 000014
【図１３】
2005286305.tif 000015
【図１４】
2005286305.tif 000016
【図１５】
2005286305.tif 000017
【図１６】
2005286305.tif 000018
【図１７】
2005286305.tif 000019
【図１８】
2005286305.tif 000020
【図１９】
2005286305.tif 000021
【図２０】
2005286305.tif 000022
【図２１】
2005286305.tif 000023
【図２２】
2005286305.tif 000024
【図２３】
2005286305.tif 000025
【図２４】
2005286305.tif 000026
【図２５】
2005286305.tif 000027
【図２６】
2005286305.tif 000028
【図２７】
2005286305.tif 000029
【図２８】
2005286305.tif 000030
【図２９】
2005286305.tif 000031
【図３０】
2005286305.tif 000032
【図３１】
2005286305.tif 000033
【図３２】
2005286305.tif 000034