JP7331727B2 - 光半導体デバイス - Google Patents

Description

本開示は、光半導体デバイスに関する。

特許文献１には、光モジュールに関する技術が開示されている。この光モジュールは、光素子が搭載されたセラミックパッケージと、該セラミックパッケージの開口を覆う金属製のリッドと、該リッドにジョイントスリーブを介して連結された光ファイバ接続のためのスリーブと、を備える。リッドは、セラミックパッケージに接合される平坦部と、ジョイントスリーブが嵌合される円筒部とからなる。また、この光モジュールは、セラミックパッケージ内において、セラミックパッケージの実装面と光素子の表面とが互いに平行になるように、光素子が実装されている。光素子からの光軸は、プリズムを用いて９０°屈曲している。

特開２０１３－０２１２２０

光通信に用いられる光モジュールにおいては、近年の伝送速度の高速化に伴い、高周波信号の高品質な伝送を実現するために、伝送線路における特性インピーダンスのミスマッチング箇所を減少させることが求められている。また、近年の光モジュールには、同軸型の構造が採用される場合がある。従来より、同軸型の光モジュールにおける高周波信号の入出力経路には、リードピンが用いられている。例えばレーザダイオードといった端面発光型の光半導体素子を同軸型の光モジュールが備える場合、光半導体素子の向きは、リードピンが突出するパッケージ内面と光半導体素子の光軸とが互いに交差する向きとなる。したがって、パッケージ内面から突出したリードピンの先端と光半導体素子との電気的な接続は、ワイヤボンディングにより行われることが一般的である。しかしながら、ボンディングワイヤは細径（例えばφ２５μｍ）であるため、比較的大きなインダクタンスを有する。故に、ボンディングワイヤの箇所において特性インピーダンスのミスマッチングが生じ易い。

なお、特許文献１に記載された構造では、光素子をセラミックパッケージの実装面に直接実装することにより、伝送経路上のボンディングワイヤを無くしている。しかし、光素子の光軸を屈曲させるためにプリズムを用いており、該プリズムの実装領域を確保するためにパッケージを大型化する必要がある。また、プリズムにおいて光軸を屈曲させるための余分な光学長が必要であり、光学設計が制約される。具体的には、光のケラレを低減するために光の有効径を拡大する必要があるが、光素子とレンズとの距離が長くなる。一般的にシングルモード光ファイバとの光結合を得るには約５倍から６倍の光学倍率がレンズに必要となる。故に、全体の光学長が長くなってしまい、光モジュールの小型化を妨げる要因となる。

そこで、本開示は、パッケージの大型化を抑制しつつ、特性インピーダンスのミスマッチングを低減できる光半導体デバイスを提供することを目的とする。

一実施形態に係る光半導体デバイスは、キャリア搭載面を有する誘電体基板と、キャリア搭載面に設けられた第１配線パターンと、キャリア搭載面に設けられ、第１配線パターンと離間して第１配線パターンを囲む第１基準電位パターンと、キャリア搭載面上に設けられ、キャリア搭載面と交差する方向に延在する主面、及びキャリア搭載面と対向する側面を有し、コプレーナ線路を構成する第２配線パターン及び第２基準電位パターンを主面に有するキャリアブロックと、キャリアブロックの主面上に設けられた光半導体素子と、を備える。第２配線パターンの一端部は、主面において少なくとも側面側の端縁まで延在し、導電性接合材を介して第１配線パターンと導電接合されている。第２配線パターンの他端部は光半導体素子と電気的に接続されている。第２基準電位パターンの一端部は、主面において少なくとも側面側の端縁まで延在し、導電性接合材を介して第１基準電位パターンと導電接合されている。

本開示によれば、パッケージの大型化を抑制しつつ、特性インピーダンスのミスマッチングを低減できる光半導体デバイスを提供することが可能となる。

図１は、一実施形態に係る光半導体デバイスを備える光送信モジュール１Ａの外観を示す斜視図であって、光送信モジュール１Ａを斜め上方から見た外観を示す。 図２は、一実施形態に係る光半導体デバイスを備える光送信モジュール１Ａの外観を示す斜視図であって、光送信モジュール１Ａを斜め下方から見た外観を示す。 図３は、光送信モジュール１Ａの構成を示す断面図であって、入射光の光軸に沿った断面を示す。 図４は、キャップ２１及びレンズ２３を除いた発光部２０を示す斜視図であって、キャリアブロック２４の主面２４ａを含む外観を示す。 図５は、キャップ２１及びレンズ２３を除いた発光部２０を示す斜視図であって、キャリアブロック２４の裏面２４ｄを含む外観を示す。 図６は、キャリアブロック２４の外観を示す斜視図である。 図７は、板状部材２５のキャリア搭載面２５ａ及びフランジ部材２６を示す斜視図である。 図８は、キャリアブロック２４とキャリア搭載面２５ａとの接合部付近を拡大して示す斜視図である。 図９は、一実施形態の発光部２０における信号伝送線路について、ＴＤＲ法を用いて伝送方向の各位置におけるインピーダンスを測定した結果を示すグラフである。 図１０は、第１変形例に係る発光部２０Ａの構成を示す斜視図であって、キャップ２１及びレンズ２３を省略して示している。 図１１は、第２変形例に係る発光部２０Ｂの構成を示す斜視図であって、キャップ２１及びレンズ２３を省略して示している。 図１２は、キャリアブロック２４Ｂとキャリア搭載面２５ａとの接合部付近を拡大して示す斜視図である。 第２変形例の発光部２０Ｂにおける信号伝送線路について、ＴＤＲ法を用いて伝送方向の各位置におけるインピーダンスを測定した結果を示すグラフである。 図１４は、第３変形例に係る発光部２０Ｃの構成を示す斜視図であって、キャップ２１及びレンズ２３を省略して示している。 図１５は、図１４において導電性接合材４１，４２，４３，４４を更に省略した図である。 図１６は、第３変形例のキャリアブロック２４Ｃの外観を示す斜視図である。 図１７は、第３変形例の板状部材２５Ａ及びフランジ部材２６を示す斜視図である。 図１８は、キャリアブロック２４Ｃとキャリア搭載面２５ａとの接合部付近を拡大して示す斜視図である。 図１９は、第３変形例の発光部２０Ｃにおける信号伝送線路について、ＴＤＲ法を用いて伝送方向の各位置におけるインピーダンスを測定した結果を示すグラフである。

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態を列記して説明する。一実施形態に係る光半導体デバイスは、キャリア搭載面を有する誘電体基板と、キャリア搭載面に設けられた第１配線パターンと、キャリア搭載面に設けられ、第１配線パターンと離間して第１配線パターンを囲む第１基準電位パターンと、キャリア搭載面上に設けられ、キャリア搭載面と交差する方向に延在する主面、及びキャリア搭載面と対向する側面を有し、コプレーナ線路を構成する第２配線パターン及び第２基準電位パターンを主面に有するキャリアブロックと、キャリアブロックの主面上に設けられた光半導体素子と、を備える。第２配線パターンの一端部は、主面において少なくとも側面側の端縁まで延在し、導電性接合材を介して第１配線パターンと導電接合されている。第２配線パターンの他端部は光半導体素子と電気的に接続されている。第２基準電位パターンの一端部は、主面において少なくとも側面側の端縁まで延在し、導電性接合材を介して第１基準電位パターンと導電接合されている。

この光半導体デバイスでは、キャリアブロック上のコプレーナ線路の一端部が、主面において少なくとも側面側の端縁まで延在している。そして、コプレーナ線路を構成する第２配線パターン及び第２基準電位パターンは、誘電体基板のキャリア搭載面に設けられた第１配線パターン及び第１基準電位パターンとそれぞれ導電性接合材を介して導電接合されている。すなわち、上記の光半導体デバイスにおいては、キャリアブロック上のコプレーナ線路と、第１配線パターン及び第１基準電位パターンとを、ボンディングワイヤよりもインダクタンスが小さい構成にて接続することができる。したがって、特性インピーダンスのミスマッチングが生じにくい。また、上記の光半導体デバイスによれば、ボンディングワイヤを導電性接合材に置き換えるだけで済むので、特許文献１に記載された構造と比較してパッケージの大型化を抑制できる。以上のように、上記の光半導体デバイスによれば、パッケージの大型化を抑制しつつ、特性インピーダンスのミスマッチングを低減できる。

上記の光半導体デバイスにおいて、主面における第２基準電位パターンの一端部と第２配線パターンの一端部との間隔は、主面における第２基準電位パターンの残部と第２配線パターンの残部との間隔よりも大きくてもよい。この場合、特性インピーダンスのミスマッチングをより効果的に低減できる。

上記の光半導体デバイスにおいて、第２配線パターン及び第２基準電位パターンの各一端部は、主面から側面にわたって延在してもよい。この場合、キャリアブロックの側面上の第２配線パターン及び第２基準電位パターンと、誘電体基板のキャリア搭載面上の第１配線パターン及び第１基準電位パターンとが互いに対向するので、導電性接合材を介して、第１配線パターン及び第２配線パターン間、並びに第１基準電位パターン及び第２基準電位パターン間を互いに強固に接合することができる。したがって、第１配線パターン及び第２配線パターン間、並びに第１基準電位パターン及び第２基準電位パターン間の導電接合の信頼性を高めるとともに、キャリアブロックと誘電体基板との接合強度を高めることができる。

上記の光半導体デバイスにおいて、キャリアブロックは、側面上における第２基準電位パターンと第２配線パターンとの間に設けられた第１の溝を有してもよい。この場合、第１配線パターン及び第２配線パターン間の導電性接合材と、第１基準電位パターン及び第２基準電位パターン間の導電性接合材とをより確実に離間することができ、第１配線パターン及び第２配線パターンと第１基準電位パターン及び第２基準電位パターンとの短絡のおそれを低減することができる。また、この場合、キャリアブロックは、側面に設けられた第２の溝を更に有し、第２の溝を挟む一方側の領域に第２基準電位パターン及び第２配線パターンが位置してもよい。これにより、第１配線パターン及び第２配線パターンと第１基準電位パターン及び第２基準電位パターンとの短絡のおそれを更に低減することができる。

上記の光半導体デバイスにおいて、第２配線パターンの他端部は、光半導体素子の直下まで延びており、導電性接合材を介して光半導体素子の裏面電極と導電接合されてもよい。この場合、第２配線パターンと光半導体素子とをワイヤボンディングにより接続する場合と比較して、特性インピーダンスのミスマッチングを更に低減できる。

上記の光半導体デバイスは、誘電体基板のキャリア搭載面上に設けられ、キャリアブロック及び光半導体素子を覆う窓付きの金属製キャップを更に備えてもよい。この場合、キャリアブロック及び光半導体素子を好適に保護することができる。

上記の光半導体デバイスは、第１配線パターン、及びキャリア搭載面とは反対側に位置する反対面上に設けられる配線と電気的に接続し、誘電体基板をキャリア搭載面から反対面まで貫通する第１貫通配線と、第２配線パターン、及びキャリア搭載面とは反対側に位置する反対面上に設けられる別の配線と電気的に接続し、誘電体基板をキャリア搭載面から反対面まで貫通する第２貫通配線と、を更に備えてもよい。この場合、キャリアブロック上のコプレーナ線路と、光半導体デバイスの外部に接続する配線とを、ボンディングワイヤよりもインダクタンスが小さい構成にて接続することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の光半導体デバイスの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及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。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１及び図２は、一実施形態に係る光半導体デバイスを備える光送信モジュール１Ａの外観を示す斜視図である。図１は、光送信モジュール１Ａを斜め上方から見た外観を示し、図２は、光送信モジュール１Ａを斜め下方から見た外観を示す。図３は、光送信モジュール１Ａの構成を示す断面図であって、入射光の光軸に沿った断面を示す。光送信モジュール１Ａは、長距離光通信に用いられる光受信器の一部を構成する。図１、図２及び図３に示すように、光送信モジュール１Ａは、光ファイバと接続される光レセプタクル１０と、光レセプタクル１０に固定された発光部２０とを備える。また、光レセプタクル１０は、ファイバスタブ（スタブフェルール）１２と、金属部材１４及び１５と、スリーブ１６と、外郭部材（シェル）１８とを有する。ファイバスタブ１２は、フェルール１１と、光ファイバ１３とを有する。

フェルール１１は、円筒形状（または円柱形状）を有する部材である。フェルール１１の中心軸線は方向Ｄ１に沿って延びており、フェルール１１の該中心軸線に垂直な断面は円形である。フェルール１１は、方向Ｄ１において並ぶ基端面１１ａ及び先端面１１ｂを有する。先端面１１ｂは、光レセプタクル１０に接続される光コネクタのフェルールとフィジカルコンタクトを行う面であって、例えば球面状に研磨されている。基端面１１ａは、先端面１１ｂとは反対側の面であって、この光レセプタクル１０に取り付けられる発光部２０と対向する。基端面１１ａは、フェルール１１の中心軸線に垂直な面に対して僅かに（例えば８°程度）傾斜している。フェルール１１は、円柱面である外周面１１ｃを更に有する。

フェルール１１は、ファイバ保持孔１１ｄを更に有する。ファイバ保持孔１１ｄは、方向Ｄ１に沿って延びており、フェルール１１の中心軸上に形成されている。ファイバ保持孔１１ｄの断面は円形状であり、その内径は光ファイバ１３の外径よりも僅かに大きい。ファイバ保持孔１１ｄの一方の開口は先端面１１ｂに含まれ、ファイバ保持孔１１ｄの他方の開口は基端面１１ａに含まれる。すなわち、ファイバ保持孔１１ｄは、フェルール１１の基端面１１ａと先端面１１ｂとの間を方向Ｄ１に沿って貫通している。フェルール１１は、例えばジルコニア（ＺｒＯ₂）製である。靱性及びヤング率が高いジルコニアによってフェルール１１が構成されることにより、先端面１１ｂにおいてフィジカルコンタクトを好適に行うことができる。

光ファイバ１３は、例えばシングルモードファイバであって、樹脂被覆が除去された裸ファイバである。光ファイバ１３は、例えば石英製である。光ファイバ１３は、方向Ｄ１を長手方向（光軸方向）として延びており、一端１３ａ及び他端１３ｂを有する。光ファイバ１３は、ファイバ保持孔１１ｄに挿入される。そして、先端面１１ｂ側のファイバ保持孔１１ｄの開口から一端１３ａが露出し、基端面１１ａ側のファイバ保持孔１１ｄの開口から他端１３ｂが露出する。一端１３ａは、光レセプタクル１０に接続される光コネクタ側の光ファイバの一端と接触する。他端１３ｂは、後述する発光部２０の端面発光素子２７と光学的に結合される。光ファイバ１３の外径は、例えば１２５μｍである。

基端面１１ａには、光アイソレータ１９が固定されている。光アイソレータ１９は、光を一方向にのみ通過させ、逆方向には光を切断する光学素子である。光アイソレータ１９は、光ファイバ１３の光軸上に配置され、光ファイバ１３の他端１３ｂと光学的に結合されている。光アイソレータ１９は、端面発光素子２７から出力された光を通過して光ファイバ１３の他端１３ｂに入力させ、光ファイバ１３の他端１３ｂからの戻り光を遮断する。

金属部材１４は、方向Ｄ１に延びる貫通孔１４ａを有し、貫通孔１４ａ内にファイバスタブ１２を保持する部材である。金属部材１４は、例えばステンレスといった金属材料からなる。金属部材１４は方向Ｄ１に沿って延びる略円筒形状を有する。方向Ｄ１に垂直な貫通孔１４ａの断面は円形である。金属部材１４は、基端面１４ｂを更に有する。基端面１４ｂは、金属部材１５と対向する。ファイバスタブ１２は、方向Ｄ１に沿って、金属部材１４の貫通孔１４ａに圧入されている。すなわち、フェルール１１の外周面１１ｃは、貫通孔１４ａの内面と接しており、これによりファイバスタブ１２が金属部材１４に固定されている。また、金属部材１４の基端面１４ｂからは、円筒部材１７が方向Ｄ１に沿って突出している。円筒部材１７は、光アイソレータ１９の周囲に設けられている。円筒部材１７の基端面１７ａから発光部２０までの距離は、光アイソレータ１９から発光部２０までの距離よりも短い。故に、円筒部材１７は光アイソレータ１９を保護することができる。

金属部材１５は、方向Ｄ１において並ぶ基端面１５ａ及び先端面１５ｂを有する略円筒状の部材である。先端面１５ｂは、金属部材１４の基端面１４ｂと対向しており、ＹＡＧ溶接等によって基端面１４ｂに接合されている。金属部材１５は、更に、方向Ｄ１に延びる貫通孔１５ｃを有する。貫通孔１５ｃは、基端面１５ａと先端面１５ｂとの間を方向Ｄ１に沿って貫通している。貫通孔１５ｃは、基端面１５ａから貫通孔１５ｃの途中まで延在する第１の部分１５ｃａと、先端面１５ｂから部分１５ｃａまで延在する第２の部分１５ｃｂとを含む。第１の部分１５ｃａの内径は、第２の部分１５ｃｂの内径よりも大きい。第１の部分１５ｃａには、発光部２０の一部が収容される。第２の部分１５ｃｂには、円筒部材１７及び光アイソレータ１９が収容される。

スリーブ１６は、方向Ｄ１に沿って延びる円筒状の部材であり、例えばセラミック製である。一例では、スリーブ１６はフェルール１１と同じ材料（例えばジルコニア）からなる。スリーブ１６の内径は、ファイバスタブ１２の外径とほぼ等しい。スリーブ１６は、方向Ｄ１において並ぶ基端１６ａ及び先端１６ｂを有する。また、スリーブ１６は、外周面１６ｃ及び内周面１６ｄを有する。スリーブ１６の基端１６ａ側の開口からは、ファイバスタブ１２が挿入されている。言い換えれば、スリーブ１６の基端１６ａ側の一部は、フェルール１１の外周面１１ｃと金属部材１４との隙間に挿入されている。従って、スリーブ１６の外周面１６ｃは金属部材１４と接しており、スリーブ１６の内周面１６ｄはフェルール１１の外周面１１ｃと接している。スリーブ１６の先端１６ｂ側の開口からは、光コネクタフェルールが挿入される。フェルール１１の先端面１１ｂと光コネクタフェルールの先端面とは、スリーブ１６内において互いに接触する。これにより、フェルール１１が保持する光ファイバ１３と、光コネクタフェルールが保持する光ファイバとが、高い結合効率でもって互いに光結合される。

外郭部材１８は、金属部材１４に固定されるとともに光コネクタと接続される部材である。外郭部材１８は、方向Ｄ１に沿って延びる円筒状の部材であり、例えばステンレスといった金属製である。外郭部材１８は、方向Ｄ１において並ぶ基端面１８ｂ及び先端部１８ｃを有する。また、外郭部材１８は、方向Ｄ１に沿って延びる貫通孔１８ｄを有する。貫通孔１８ｄは、基端面１８ｂと先端部１８ｃとの間を貫通している。方向Ｄ１に垂直な貫通孔１８ｄの断面は円形であり、その中心軸線は、ファイバスタブ１２の中心軸線と重なる。外郭部材１８は、貫通孔１８ｄの一部として、基端面１８ｂ側の第１の部分１８ｅと、先端部１８ｃ側の第２の部分１８ｆとを含む。第１の部分１８ｅは、基端面１８ｂから方向Ｄ１に沿って第２の部分１８ｆまで延びている。第２の部分１８ｆは、先端部１８ｃから方向Ｄ１に沿って第１の部分１８ｅまで延びている。そして、第１の部分１８ｅ及び第２の部分１８ｆは、スリーブ１６の先端１６ｂと先端部１８ｃとの間において相互に連結（連通）している。第１の部分１８ｅの内径は、スリーブ１６の外周面１６ｃの外径とほぼ等しいか、僅かに大きい。第２の部分１８ｆの内径は、スリーブ１６の内周面１６ｄの内径よりも僅かに大きい。このように、第１の部分１８ｅの内径は第２の部分１８ｆの内径よりも大きいので、第１の部分１８ｅと第２の部分１８ｆとの間には段差面１８ｇが形成されている。段差面１８ｇは、スリーブ１６の先端１６ｂと対向している。

発光部２０は、本実施形態における光半導体デバイスの例である。発光部２０は、キャップ２１、レンズ２３、キャリアブロック２４、板状部材２５、端面発光素子２７、及びフレキシブル基板２８（図３では図示を省略）を有する。

板状部材２５は、誘電体基板２５１を有する。誘電体基板２５１は、略円形の平板状の部材であり、平坦なキャリア搭載面２５ａと、キャリア搭載面２５ａとは反対側に位置する裏面２５ｂ（反対面）とを有する。キャリア搭載面２５ａは、光レセプタクル１０に接続される光ファイバの光軸（すなわち光ファイバ１３の光軸）と交差する。一例では、キャリア搭載面２５ａの法線は、光レセプタクル１０に接続される光ファイバの光軸（光ファイバ１３の光軸）に対して平行である。誘電体基板２５１は、例えばセラミックといった材料からなる。一実施例では、誘電体基板２５１は複数のセラミック層が積層されてなる多層セラミック基板である。多層セラミック基板を用いることにより、高周波設計が容易となる。図２に示すように、誘電体基板２５１の裏面２５ｂからは、複数（図示例では４本）の端子２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄが突出している。端子２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄは、誘電体基板２５１のキャリア搭載面２５ａと裏面２５ｂとの間を貫通する貫通配線である。これらのうち、端子２９ｃは基準電位に設定される第２貫通配線である。また、誘電体基板２５１には、誘電体基板２５１をキャリア搭載面２５ａから裏面２５ｂまで貫通するビア２５ｉ（図７を参照）が設けられている。このビア２５ｉは、高周波の送信信号を伝送する第１貫通配線である。

キャップ２１は、略円筒状の金属製の部材であり、その中心軸は光ファイバ１３の光軸に沿っている。キャップ２１は、光ファイバ１３の光軸方向（方向Ｄ１）において並ぶ基端面２１ａ及び先端面２１ｂを有する。基端面２１ａは、円環状のフランジ部材２６を介して板状部材２５のキャリア搭載面２５ａに固定されている。具体的には、円環状のフランジ部材２６は該光軸方向における一端面２６ａおよび他端面２６ｂを有する。キャップ２１の基端面２１ａはフランジ部材２６の一端面２６ａに固着（例えば抵抗溶接）されており、板状部材２５のキャリア搭載面２５ａはフランジ部材２６の他端面２６ｂに固着されている。すなわち、キャップ２１は、フランジ部材２６を介して、キャリア搭載面２５ａ上に設けられている。キャップ２１は、後述するキャリアブロック２４及び端面発光素子２７を覆う（収容する）。また、キャップ２１は、金属部材１５の貫通孔１５ｃの第１の部分１５ｃａに基端面１５ａ側から挿入されている。そして、キャップ２１の外周面２１ｄは、第１の部分１５ｃａの内面に固着されている。キャップ２１は、例えば鉄ニッケル合金といった材料からなる。

キャップ２１は、更に、方向Ｄ１に延びる貫通孔２１ｃを有する。貫通孔２１ｃは、基端面２１ａと先端面２１ｂとの間を方向Ｄ１に沿って貫通している。貫通孔２１ｃは、基端面２１ａから貫通孔２１ｃの途中まで延在する第１の部分２１ｃａと、先端面２１ｂから部分２１ｃａまで延在する第２の部分２１ｃｂとを含む。第１の部分２１ｃａの内径は、第２の部分２１ｃｂの内径よりも大きい。第２の部分２１ｃｂは、端面発光素子２７からの信号光を通過させる光学窓として機能する。

キャリアブロック２４は、板状部材２５のキャリア搭載面２５ａ上に搭載され、キャリア搭載面２５ａに固定されている。また、キャリアブロック２４は、キャップ２１の第１の部分２１ｃａ内に収容されている。キャリアブロック２４は、主面及び側面を有する直方体状の部材であって、主面上に端面発光素子２７を搭載する。キャリアブロック２４の側面は、キャリア搭載面２５ａと対向している。キャリアブロック２４は、誘電体（例えばセラミックまたは石英）からなるブロックと、該ブロック上に形成された複数の配線パターンとを含む。

端面発光素子２７は、本実施形態における光半導体素子の例である。端面発光素子２７は、光ファイバ１３の他端１３ｂと光学的に結合されており、光レセプタクル１０に接続される光ファイバに向けて信号光を出力する。端面発光素子２７は、例えば、レーザダイオードと電界吸収型の光変調器とがモノリシックに集積された構成を有する電界吸収型変調器集積レーザ（ＥＭＬ：Electro-absorption Modulator integrated with DFB Laser）であってもよく、或いは、直接変調レーザ（ＤＭＬ：Directly Modulated Laser）であってもよい。

レンズ２３は、キャップ２１に保持され、第２の部分２１ｃｂの内周面に固定されている。レンズ２３は、光透過部材（例えばガラス）からなる集光レンズであり、端面発光素子２７及び光ファイバ１３の光軸上に配置されている。レンズ２３は、端面発光素子２７から出射された信号光を、光ファイバ１３の他端１３ｂ付近に向けて集光する。

図２に示すように、フレキシブル基板２８は、板状部材２５の裏面２５ｂに取り付けられている。フレキシブル基板２８は、複数の端子２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄにそれぞれ対応する複数の穴を有し、それらの穴に挿入された各端子２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄと導電性接合材にて固定されている。また、フレキシブル基板２８は、リジッド部２８ｅと、誘電体基板２５１の裏面２５ｂ上に設けられ、複数の穴からリジッド部２８ｅへ延びる複数の配線パターン２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄとを更に有する。配線パターン２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、それぞれ端子２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄと導電接合される。更に、フレキシブル基板２８は、誘電体基板２５１の裏面２５ｂ上に設けられ、誘電体基板２５１のビア２５ｉと導電接合される配線パターン２８ｆを有する。

図４及び図５は、キャップ２１及びレンズ２３を除いた発光部２０を示す斜視図である。図４は、キャリアブロック２４の主面２４ａを含む外観を示し、図５は、キャリアブロック２４の裏面２４ｄを含む外観を示す。図６は、キャリアブロック２４の外観を示す斜視図である。図７は、板状部材２５のキャリア搭載面２５ａ及びフランジ部材２６を示す斜視図である。図８は、キャリアブロック２４とキャリア搭載面２５ａとの接合部付近を拡大して示す斜視図である。

図７に示すように、板状部材２５は、金属膜からなる配線パターン２５ｃ，２５ｄ，２５ｆと、金属膜からなる基準電位パターン２５ｅとを、誘電体基板２５１のキャリア搭載面２５ａのうちフランジ部材２６から露出した領域に有する。配線パターン２５ｃ，２５ｆは、誘電体基板２５１の内部において、それぞれ端子２９ａ，２９ｄ（図２を参照）と電気的に接続されている。配線パターン２５ｄは、誘電体基板２５１を貫通するビア２５ｉ（第１貫通配線）と電気的に接続されている。基準電位パターン２５ｅは、誘電体基板２５１の内部において、端子２９ｃ（図２を参照）と電気的に接続されている。配線パターン２５ｃ，２５ｆの平面形状は例えば長方形であり、その長手方向は、キャリア搭載面２５ａに沿った方向Ｄ２に沿っている。配線パターン２５ｃ，２５ｆは、方向Ｄ２において並んで配置されている。配線パターン２５ｄは、本実施形態における第１配線パターンの例であり、方向Ｄ２において、配線パターン２５ｃと配線パターン２５ｆとの間に位置する。配線パターン２５ｄの平面形状は、例えば、方向Ｄ２と交差（例えば直交）する方向Ｄ３を長軸方向とする楕円形または長円形である。

基準電位パターン２５ｅは、本実施形態における第１基準電位パターンの例であり、第１の部分２５ｅａと、第２の部分２５ｅｂとを含む。第１の部分２５ｅａの平面形状は例えば長方形であり、その長手方向は方向Ｄ２に沿っている。第１の部分２５ｅａは、配線パターン２５ｃと配線パターン２５ｆとの間に位置し、方向Ｄ２において、配線パターン２５ｃ及び２５ｆと隙間をあけて隣り合っている。また、第１の部分２５ｅａは、円形の開口２５ｅｃを含む。開口２５ｅｃ内には、配線パターン２５ｄが設けられている。すなわち、基準電位パターン２５ｅは、配線パターン２５ｄと離間しつつ配線パターン２５ｄを囲んでいる。第２の部分２５ｅｂは、第１の部分２５ｅａと繋がって一体に構成され、第１の部分２５ｅａ、配線パターン２５ｃ及び２５ｆに対して、方向Ｄ３における一方側に位置する。第２の部分２５ｅｂは、方向Ｄ３において、配線パターン２５ｃ及び２５ｆと隙間をあけて隣り合っている。第２の部分２５ｅｂの外縁はフランジ部材２６に沿っており、第２の部分２５ｅｂの外縁の平面形状は円弧状（例えば半円状）を呈している。

図４に示すように、キャリアブロック２４は、誘電体基板２５１のキャリア搭載面２５ａ上に搭載されている。キャリアブロック２４は誘電体ブロック２４１を有する。誘電体ブロック２４１は、直方体状を呈しており、図６に示すように、平坦な主面２４ａと、互いに反対向きの一対の平坦な側面２４ｂ，２４ｃとを有する。主面２４ａの法線方向と、側面２４ｂ，２４ｃの法線方向とは、互いに交差（例えば直交）する。主面２４ａの各辺の長さはキャリアブロック２４の厚さよりも大きく、誘電体ブロック２４１は平板状を呈しているともいえる。キャリアブロック２４がキャリア搭載面２５ａ上に搭載された状態において、側面２４ｂはキャリア搭載面２５ａと対向しており、主面２４ａはキャリア搭載面２５ａと交差する方向に延在している。キャリアブロック２４は、主面２４ａが方向Ｄ２に沿う向きに（言い換えると、主面２４ａの法線方向が方向Ｄ３に沿う向きに）、キャリア搭載面２５ａ上に配置されている。

キャリアブロック２４は、誘電体ブロック２４１の主面２４ａ上に設けられた金属膜である配線パターン２４２，２４４，２４５と、基準電位パターン２４３とを有する。配線パターン２４２，２４４，２４５及び基準電位パターン２４３は、例えばフォトリソグラフィによるメタライズパターンである。配線パターン２４２は、本実施形態における第２配線パターンの例である。基準電位パターン２４３は、本実施形態における第２基準電位パターンの例である。配線パターン２４２及び基準電位パターン２４３は、コプレーナ線路を構成する。具体的には、配線パターン２４２は、主面２４ａ上においてキャリア搭載面２５ａと交差する方向に（一例では、キャリア搭載面２５ａの法線方向に）延在する細長形状の配線パターンである。配線パターン２４２の一端部は、主面２４ａにおいて少なくとも側面２４ｂ側の端縁まで延在している。図示例では、配線パターン２４２の一端部は、主面２４ａから側面２４ｂにわたって延在している。そして、図４及び図８に示すように、配線パターン２４２の一端部は、導電性接合材４１を介して配線パターン２５ｄと導電接合されている。方向Ｄ２における配線パターン２５ｄの幅Ｗ１は、配線パターン２４２の短手方向の幅Ｗ２より大きくてもよい。また、配線パターン２４２の他端部は、図４に示すように、ボンディングワイヤ５１を介して端面発光素子２７の一の電極パッドと電気的に接続されている。端面発光素子２７の当該電極は、例えば、電界吸収型光変調器若しくは直接変調レーザのアノード電極パッドである。

基準電位パターン２４３は、配線パターン２４２の両側に配置され、配線パターン２４２の長手方向において、配線パターン２４２と一定の間隔をあけて配置されている。一例では、基準電位パターン２４３は、配線パターン２４２及びその周囲領域と、後述する配線パターン２４４，２４５及びこれらの周囲領域とを除く主面２４ａの全面に設けられている。したがって、基準電位パターン２４３の一端部は、主面２４ａにおいて少なくとも側面２４ｂ側の端縁まで延在する。図示例では、基準電位パターン２４３の一端部は、主面２４ａから側面２４ｂにわたって延在している。側面２４ｂにおける基準電位パターン２４３は、側面２４ｂにおける配線パターン２４２の一端部を三方から囲むように設けられている。一例では、基準電位パターン２４３は、配線パターン２４２及びその周囲領域と、後述する配線パターン２４４，２４５及びこれらの周囲領域とを除く側面２４ｂの全面に設けられている。そして、図４及び図８に示すように、基準電位パターン２４３は、導電性接合材４２を介して基準電位パターン２５ｅと導電接合されている。

配線パターン２４４は、主面２４ａ上においてキャリア搭載面２５ａと交差する方向に延在する配線パターンであって、主面２４ａにおける側面２４ｂ側の一隅に設けられている。配線パターン２４４の一端部は、主面２４ａにおいて少なくとも側面２４ｂ側の端縁まで延在している。図示例では、配線パターン２４４の一端部は、主面２４ａから側面２４ｂにわたって延在している。そして、図４に示すように、配線パターン２４４の一端部は、導電性接合材４３を介して配線パターン２５ｆと導電接合されている。また、配線パターン２４４の他端部は、図４に示すように、ボンディングワイヤ５２を介してバイパスコンデンサ６１の一方の電極と電気的に接続されている。バイパスコンデンサ６１は、他方の電極が基準電位パターン２４３と対向するように基準電位パターン２４３上に実装されている。バイパスコンデンサ６１の他方の電極は、更に別のボンディングワイヤ（不図示）を介して、端面発光素子２７の一の電極パッドと電気的に接続されている。端面発光素子２７の当該電極は、例えば、吸収型光変調器と集積されたレーザダイオードのアノード電極パッドである。なお、端面発光素子２７が直接変調レーザである場合、バイパスコンデンサ６１は設けられなくてもよい。

配線パターン２４５は、主面２４ａ上においてキャリア搭載面２５ａと交差する方向に延在する配線パターンであって、主面２４ａにおける側面２４ｂ側の一隅（配線パターン２４４とは別の隅）に設けられている。配線パターン２４５の一端部は、主面２４ａにおいて少なくとも側面２４ｂ側の端縁まで延在している。図示例では、配線パターン２４５の一端部は、主面２４ａから側面２４ｂにわたって延在している。そして、図４に示すように、配線パターン２４５の一端部は、導電性接合材４４を介して配線パターン２５ｃと導電接合されている。また、配線パターン２４５の他端部は、図４に示すように、ボンディングワイヤ５３を介して温度検出素子（サーミスタ）６２の一方の電極と電気的に接続されている。温度検出素子６２は、他方の電極が基準電位パターン２４３と対向するように基準電位パターン２４３上に実装されている。

導電性接合材４１，４２，４３，４４の具体例としては、半田（例えばＡｕＳｎ半田やＳｕＡｇＣｕ半田）、金属ペースト（例えばＡｕペースト又はＡｇペースト）などのろう材または接着剤が挙げられる。導電性接合材４１，４２，４３，４４は、キャリアブロック２４側に予め形成された半田蒸着膜であってもよく、キャリア搭載面２５ａ側に予め形成された半田蒸着膜であってもよく、キャリア搭載面２５ａ上に設けられた予備半田であってもよい。導電性接合材４１，４３，４４は、配線パターン２４２，２４４，２４５のうち側面２４ｂ上に設けられた部分と配線パターン２５ｃ，２５ｄ，２５ｆとの間に介在し、これらを電気的に接続するとともに、キャリアブロック２４と板状部材２５とを強固に接合する。また、導電性接合材４１，４３，４４は、配線パターン２４２，２４４，２４５のうち主面２４ａ上に設けられた部分と配線パターン２５ｃ，２５ｄ，２５ｆとの間においてフィレットを形成し、これらを電気的に接続するとともに、キャリアブロック２４と板状部材２５とをより強固に接合する。図５に示すように、導電性接合材４１，４２，４３，４４は、キャリアブロック２４の裏面２４ｄにまで達しており、キャリアブロック２４の裏面２４ｄとキャリア搭載面２５ａとの間においてもフィレットを形成する。

本実施形態の光送信モジュール１Ａの組み立て方法は次のとおりである。まず、キャリアブロック２４上の所定の位置に、端面発光素子２７、バイパスコンデンサ６１及び温度検出素子６２を実装する。次に、ボンディングワイヤ５１，５２，５３を形成し、端面発光素子２７、バイパスコンデンサ６１及び温度検出素子６２とキャリアブロック２４とを電気的に接続する。続いて、板状部材２５のキャリア搭載面２５ａとキャリアブロック２４の側面２４ｂとを、導電性接合材４１，４２，４３，４４を介して接合する。そして、レンズ２３付きのキャップ２１をフランジ部材２６に抵抗溶接することにより、発光部２０を完成させる。最後に、発光部２０と光レセプタクル１０とを調芯したのち、これらを互いに固定する。

以上の構成を備える本実施形態の発光部２０（光半導体デバイス）によって得られる効果について説明する。この発光部２０では、キャリアブロック２４上のコプレーナ線路（配線パターン２４２及び基準電位パターン２４３）の一端部が、主面２４ａにおいて少なくとも側面２４ｂ側の端縁まで延在している。そして、配線パターン２４２及び基準電位パターン２４３は、誘電体基板２５１のキャリア搭載面２５ａに設けられた配線パターン２５ｄ及び基準電位パターン２５ｅとそれぞれ導電性接合材４１，４２を介して導電接合されている。すなわち、本実施形態においては、キャリアブロック２４上のコプレーナ線路と、配線パターン２５ｄ及び基準電位パターン２５ｅとを、ボンディングワイヤよりもインダクタンスが小さい構成にて接続することができる。したがって、特性インピーダンスのミスマッチングが生じにくい。また、本実施形態によれば、ボンディングワイヤを導電性接合材４１，４２に置き換えるだけで済むので、特許文献１に記載された構造と比較してパッケージの大型化を抑制できる。以上のように、本実施形態の発光部２０によれば、パッケージの大型化を抑制しつつ、特性インピーダンスのミスマッチングを低減できる。また、キャリアブロック２４をキャリア搭載面２５ａに実装する際にワイヤボンディング工程を省略することができ、工程数を削減することができる。

本実施形態のように、配線パターン２４２及び基準電位パターン２４３の各一端部は、主面２４ａから側面２４ｂにわたって延在してもよい。この場合、キャリアブロック２４の側面２４ｂ上の配線パターン２４２及び基準電位パターン２４３と、キャリア搭載面２５ａ上の配線パターン２５ｄ及び基準電位パターン２５ｅとが互いに対向するので、導電性接合材４１，４２を介して、配線パターン２５ｄ及び配線パターン２４２間、並びに基準電位パターン２５ｅ及び基準電位パターン２４３間を互いに強固に接合することができる。したがって、配線パターン２５ｄ及び配線パターン２４２間、並びに基準電位パターン２５ｅ及び基準電位パターン２４３間の導電接合の信頼性を高めるとともに、キャリアブロック２４と誘電体基板２５１との接合強度を高めることができる。

本実施形態のように、発光部２０は、誘電体基板２５１のキャリア搭載面２５ａ上に設けられ、キャリアブロック２４及び端面発光素子２７を覆う窓付きの金属製キャップ２１を備えてもよい。この場合、キャリアブロック２４及び端面発光素子２７を好適に保護することができる。

本実施形態のように、発光部２０は、配線パターン２５ｄ、及び裏面２５ｂ上に設けられる配線パターン２８ｆと電気的に接続し、誘電体基板２５１をキャリア搭載面２５ａから裏面２５ｂまで貫通するビア２５ｉと、配線パターン２５ｅ、及び裏面２５ｂ上に設けられる配線パターン２８ｃと電気的に接続し、誘電体基板２５１をキャリア搭載面２５ａから裏面２５ｂまで貫通する端子２９ｃと、を備えてもよい。この場合、キャリアブロック２４上のコプレーナ線路と、発光部２０の外部に接続する配線パターン２８ｃ，２８ｆとを、ボンディングワイヤよりもインダクタンスが小さい構成にて接続することができる。

ここで、本発明者は、本実施形態の発光部２０における信号伝送線路について、ＴＤＲ（Time Domain Reflecrometry）法を用いて伝送方向の各位置におけるインピーダンスを測定した。なお、ＴＤＲ法とは、測定対象となる伝送線路にパルス信号を入力し、オシロスコープを用いてその反射波を捉えることにより、伝送方向の各位置におけるインピーダンスを測定する方法である。この測定では、方向Ｄ２における配線パターン２５ｄの幅Ｗ１（図８を参照）を１３５μｍとし、配線パターン２５ｄと基準電位パターン２５ｅとの間隔Ｇ１を１８５μｍとし、方向Ｄ３における配線パターン２５ｄの長さＬを２５０μｍとした。図９は、測定結果を示すグラフである。図９において、縦軸はインピーダンス（単位：Ω）を表し、横軸は時間（単位：ナノ秒）を表す。このグラフに基づいて、設計インピーダンス（５０Ω）に対する伝送線路のインピーダンスを知ることができる。また、時間の情報に基づいて、各インピーダンスが生じている位置（距離）を知ることができる。したがって、特性インピーダンスのミスマッチングが大きい箇所を特定することができる。

図９を参照すると、伝送線路上における配線パターン２５ｄと配線パターン２４２との接合部分（図９の部分Ａ）において、インピーダンスの低下量が設計インピーダンス（５０Ω）に対して１０パーセント（５Ω）程度に抑えられていることがわかる。すなわち、本実施形態によれば、配線パターン２５ｄと配線パターン２４２との接合部分のインピーダンスの低下を抑制して、特性インピーダンスのミスマッチングを低減できる。

（第１変型例）
図１０は、上記実施形態の第１変形例に係る発光部２０Ａの構成を示す斜視図であって、キャップ２１及びレンズ２３を省略して示している。図１０に示すように、本変形例の発光部２０Ａは、上記実施形態のキャリアブロック２４に代えて、キャリアブロック２４Ａを備える。本変形例のキャリアブロック２４Ａと上記実施形態のキャリアブロック２４との相違点は、コプレーナ線路を構成する配線パターンと端面発光素子２７との接続方式である。

本変形例のキャリアブロック２４Ａは、上記実施形態の配線パターン２４２に代えて、配線パターン２４２Ａを有する。配線パターン２４２Ａは、本変形例における第２配線パターンの例であり、その両側に間隔をあけて設けられた基準電位パターン２４３とともにコプレーナ線路を構成する。配線パターン２４２Ａの一端部は、上記実施形態と同様に、主面２４ａにおいて少なくとも側面２４ｂ側の端縁まで延在していおり、一例では主面２４ａから側面２４ｂにわたって延在している。そして、配線パターン２４２Ａの一端部は、導電性接合材４１を介して、キャリア搭載面２５ａ上の配線パターン２５ｄと導電接合されている。

配線パターン２４２Ａの他端部は、端面発光素子２７の直下（言い換えると、端面発光素子２７と主面２４ａとの間）まで延びており、導電性接合材を介して端面発光素子２７の裏面電極と導電接合されている。端面発光素子２７の裏面電極は、例えば、電界吸収型光変調器若しくは直接変調レーザのアノード電極である。

このように、コプレーナ線路を構成する配線パターン２４２Ａの他端部は、端面発光素子２７の直下まで延びており、導電性接合材を介して端面発光素子２７の裏面電極と導電接合されてもよい。この場合、上記実施形態のように配線パターン２４２と端面発光素子２７とをボンディングワイヤ５１により接続する場合と比較して、コプレーナ線路と端面発光素子２７との間のインダクタンスを低減できるので、特性インピーダンスのミスマッチングを更に低減できる。

（第２変型例）
図１１は、上記実施形態の第２変形例に係る発光部２０Ｂの構成を示す斜視図であって、キャップ２１及びレンズ２３を省略して示している。図１１に示すように、本変形例の発光部２０Ｂは、上記実施形態のキャリアブロック２４に代えて、キャリアブロック２４Ｂを備える。キャリアブロック２４Ｂは、上記実施形態の配線パターン２４２及び基準電位パターン２４３に代えて、配線パターン２４２Ａ及び基準電位パターン２４３Ａを有する。図１２は、キャリアブロック２４Ｂとキャリア搭載面２５ａとの接合部付近を拡大して示す斜視図である。本変形例のキャリアブロック２４Ｂと上記実施形態のキャリアブロック２４との相違点は、図１１に示すように、第１変形例と同様に配線パターン２４２Ａの他端部が端面発光素子２７の直下まで延在している点、及び、図１２に示すように、主面２４ａにおける基準電位パターン２４３Ａの一端部と配線パターン２４２Ａの一端部との間隔が、主面２４ａにおける基準電位パターン２４３Ａの残部と配線パターン２４２Ａの残部との間隔よりも大きい点である。

より具体的に説明すると、図１２に示すように、基準電位パターン２４３Ａにおける配線パターン２４２Ａと対向する側縁が、主面２４ａ上における側面２４ｂ近傍の領域において段差２４３ａを有する。そして、その段差２４３ａと側面２４ｂとの間に位置する基準電位パターン２４３Ａと配線パターン２４２Ａとの間隔Ｇａが、段差２４３ａから見て側面２４ｂとは反対側に位置する基準電位パターン２４３Ａと配線パターン２４２Ａとの間隔Ｇｂよりも大きい。一例では、間隔Ｇａは間隔Ｇｂの７倍以上９倍以下である。間隔Ｇａは、例えば２４５μｍである。なお、本変形例では、配線パターン２５ｄと基準電位パターン２５ｅとの間隔Ｇ１（図８を参照）が、間隔Ｇａと一致するように設定されてもよい。

本発明者は、本変形例の発光部２０Ｂにおける信号伝送線路について、ＴＤＲ法を用いて伝送方向の各位置におけるインピーダンスを測定した。この測定では、方向Ｄ２における配線パターン２５ｄの幅Ｗ１（図８を参照）を１３５μｍとし、間隔Ｇ１及び間隔Ｇａを２４５μｍとし、方向Ｄ３における配線パターン２５ｄの長さＬを２５０μｍとした。図１３は、測定結果を示すグラフである。同図において、縦軸はインピーダンス（単位：Ω）を表し、横軸は時間（単位：ナノ秒）を表す。図１３を参照すると、伝送線路上における配線パターン２５ｄと配線パターン２４２との接合部分（図１３の部分Ａ）において、インピーダンスの低下量が設計インピーダンス（５０Ω）に対して極めて小さく（１パーセント以下に）抑えられていることがわかる。すなわち、本変形例によれば、配線パターン２５ｄと配線パターン２４２Ａとの接合部分のインピーダンスの低下を更に抑制して、特性インピーダンスのミスマッチングをより効果的に低減できる。

（第３変型例）
図１４は、上記実施形態の第３変形例に係る発光部２０Ｃの構成を示す斜視図であって、キャップ２１及びレンズ２３を省略して示している。図１５は、図１４において導電性接合材４１，４２，４３，４４を更に省略した図である。図１４及び図１５に示すように、本変形例の発光部２０Ｃは、上記実施形態のキャリアブロック２４に代えて、キャリアブロック２４Ｃを備える。キャリアブロック２４Ｃは、上記実施形態の誘電体ブロック２４１に代えて、誘電体ブロック２４１Ａを有する。また、本変形例の発光部２０Ｃは、上記実施形態の板状部材２５に代えて、板状部材２５Ａを備える。板状部材２５Ａは、上記実施形態の誘電体基板２５１に代えて、誘電体基板２５１Ａを有する。

図１６は、本変形例のキャリアブロック２４Ｃの外観を示す斜視図である。図１６に示すように、誘電体ブロック２４１Ａは、溝２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｈ，２４ｉを側面２４ｂに有する。溝２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｈ，２４ｉは、例えば断面矩形状の溝であって、側面２４ｂを掘り込むことによって形成されている。溝２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｈ，２４ｉの深さは、これらの幅より小さくてもよい。溝２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｈは、誘電体ブロック２４１Ａの厚み方向に直線状に延在し、主面２４ａから裏面２４ｄに達する。溝２４ｉは、誘電体ブロック２４１Ａの主面２４ａに沿う方向に直線状に延在し、同方向における誘電体ブロック２４１Ａの一方の側面から他方の側面に達する。したがって、溝２４ｉは、溝２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｈと交差している。

溝２４ｅ及び２４ｆは、本変形例における第１の溝である。溝２４ｅは、側面２４ｂ上において、配線パターン２４２の一方側に位置する基準電位パターン２４３と配線パターン２４２との間に設けられ、主面２４ａに沿った方向に側面２４ｂを分割している。同様に、溝２４ｆは、側面２４ｂ上において、配線パターン２４２の他方側に位置する基準電位パターン２４３と配線パターン２４２との間に設けられ、主面２４ａに沿った方向に側面２４ｂを分割している。溝２４ｅ，２４ｆは主面２４ａを貫通しているので、溝２４ｅ，２４ｆは、主面２４ａにおける基準電位パターン２４３の一端部と配線パターン２４２の一端部との間隔を広げる。すなわち、第２変形例と同様に、主面２４ａにおける基準電位パターン２４３の一端部と配線パターン２４２の一端部との間隔が、主面２４ａにおける基準電位パターン２４３の残部と配線パターン２４２の残部との間隔よりも大きくなっている。

溝２４ｇは、側面２４ｂ上において、基準電位パターン２４３と配線パターン２４４との間に設けられ、主面２４ａに沿った方向に側面２４ｂを分割している。溝２４ｈは、側面２４ｂ上において、基準電位パターン２４３と配線パターン２４５との間に設けられ、主面２４ａに沿った方向に側面２４ｂを分割している。

溝２４ｉは、本変形例における第２の溝である。溝２４ｇは、主面２４ａと交差する方向に側面２４ｂを分割している。そして、溝２４ｉを挟む一方側（主面２４ａ側）の領域に基準電位パターン２４３および配線パターン２４２が位置する。なお、溝２４ｉを挟む他方側（裏面２４ｄ側）の領域にも、基準電位パターン２４３および配線パターン２４２と同様の金属膜が設けられてよい。

溝２４ｅ，２４ｆ，２４ｉによって、側面２４ｂには凸部２４ｊが形成される。配線パターン２４２の一端部は、凸部２４ｊ上に設けられる。また、溝２４ｅ，２４ｇ，２４ｉによって側面２４ｂに凸部２４ｋが形成され、溝２４ｆ，２４ｈ，２４ｉによって側面２４ｂに凸部２４ｍが形成される。基準電位パターン２４３の一端部は、凸部２４ｋ，２４ｍ上に設けられる。

図１７は、本変形例の板状部材２５Ａ及びフランジ部材２６を示す斜視図である。本変形例の板状部材２５Ａは、上記実施形態の板状部材２５の構成に加えて、溝２５ｇ及び２５ｈをキャリア搭載面２５ａに有する。溝２５ｇ及び２５ｈは、例えば断面矩形状の溝であって、積層セラミックの最表面の層を１層（又は複数層）除去することによって形成されている。溝２５ｇは、配線パターン２５ｃと基準電位パターン２５ｅとの間に設けられている。図示例では、溝２５ｇは、配線パターン２５ｃと基準電位パターン２５ｅとの隙間の形状に倣って、Ｌ字状に延在している。溝２５ｈは、配線パターン２５ｆと基準電位パターン２５ｅとの間に設けられている。図示例では、溝２５ｈは、配線パターン２５ｆと基準電位パターン２５ｅとの隙間の形状に倣って、Ｌ字状に延在している。

図１８は、キャリアブロック２４Ｃとキャリア搭載面２５ａとの接合部付近を拡大して示す斜視図である。図１８に示すように、溝２４ｅ，２４ｆの幅Ｇ２は、配線パターン２５ｄと基準電位パターン２５ｅとの間隔Ｇ１より小さくてもよい。また、方向Ｄ２における凸部２４ｊの幅は、同方向における配線パターン２５ｄの幅Ｗ１と一致してもよい。

本変形例のように、キャリアブロック２４Ｃは、側面２４ｂにおける基準電位パターン２４３と配線パターン２４２との間に設けられた溝２４ｅ，２４ｆを有してもよい。この場合、配線パターン２５ｄ及び配線パターン２４２間の導電性接合材４１と、基準電位パターン２５ｅ及び基準電位パターン２４３間の導電性接合材４２とを、溝２４ｅ，２４ｆを隔ててより確実に分離する（流れを止める）ことができ、配線パターン２５ｄ及び２４２と基準電位パターン２５ｅ及び２４３との短絡のおそれを低減することができる。また、この場合、キャリアブロック２４２Ｃは、側面２４ｂに設けられた溝２４ｉを更に有し、溝２４ｉを挟む一方側の領域に基準電位パターン２４３及び配線パターン２４２が位置してもよい。これにより、配線パターン２５ｄ及び２４２と基準電位パターン２５ｅ及び２４３との短絡のおそれを更に低減することができる。

また、本変形例のように、キャリアブロック２４Ｃは、側面２４ｂにおける基準電位パターン２４３と配線パターン２４４，２４５との間に設けられた溝２４ｇ，２４ｈを有してもよい。この場合、配線パターン２５ｃ，２５ｆと配線パターン２４４，２４５との間の導電性接合材４３，４４と、基準電位パターン２５ｅ及び基準電位パターン２４３間の導電性接合材４２とを、溝２４ｇ，２４ｈを隔ててより確実に分離する（流れを止める）ことができ、配線パターン２５ｃ，２５ｆ及び２４４，２４５と基準電位パターン２５ｅ及び２４３との短絡のおそれを低減することができる。

また、本変形例のように、板状部材２５Ａは、キャリア搭載面２５ａにおける基準電位パターン２５ｅと配線パターン２５ｃ，２５ｆとの間に設けられた溝２５ｇ，２５ｈを有してもよい。この場合、配線パターン２５ｃ，２５ｆと配線パターン２４４，２４５との間の導電性接合材４３，４４と、基準電位パターン２５ｅ及び基準電位パターン２４３間の導電性接合材４２とを、溝２５ｇ，２５ｈを隔ててより確実に分離する（流れを止める）ことができ、配線パターン２５ｃ，２５ｆ及び２４４，２４５と基準電位パターン２５ｅ及び２４３との短絡のおそれを更に低減することができる。

また、上記実施形態では、主面２４ａ及び側面２４ｂの配線パターン２４２，２４４，２４５及び基準電位パターン２４３はフォトリソグラフィによるメタライズパターンであるが、本変形例では、側面２４ｂの全面にメタライズ膜を形成したのち、溝２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｉをハーフダイシングにより形成してメタライズ膜を分割し、配線パターン２４２，２４４，２４５及び基準電位パターン２４３を形成してもよい。

また、溝２４ｅ，２４ｆ，２４ｉを満たす空気の誘電率は、誘電体ブロック２４１Ａ（例えばセラミック）の誘電率よりも小さい。故に、配線パターン２４２と基準電位パターン２４３との間の寄生容量がより小さくなるので、高周波伝送特性を更に向上できる。

本発明者は、本変形例の発光部２０Ｃにおける信号伝送線路について、ＴＤＲ法を用いて伝送方向の各位置におけるインピーダンスを測定した。この測定では、方向Ｄ２における配線パターン２５ｄの幅Ｗ１を１３５μｍとし、間隔Ｇ１を１８５μｍとし、幅Ｇ２を１５０μｍとし、方向Ｄ３における配線パターン２５ｄの長さＬを２５０μｍとした。図１９は、測定結果を示すグラフである。同図において、縦軸はインピーダンス（単位：Ω）を表し、横軸は時間（単位：ナノ秒）を表す。図１９を参照すると、伝送線路上における配線パターン２５ｄと配線パターン２４２との接合部分（図１９の部分Ａ）において、インピーダンスの低下量が設計インピーダンス（５０Ω）に対して小さく抑えられていることがわかる。すなわち、本変形例によれば、配線パターン２５ｄと配線パターン２４２との接合部分のインピーダンスの低下を更に抑制して、特性インピーダンスのミスマッチングをより効果的に低減できる。

本開示による光半導体デバイスは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、端面発光素子２７からの背面光の光強度を検出するためのモニタ用フォトダイオードをキャリア搭載面２５ａ上に実装してもよい。また、上記実施形態及び各変形例では光半導体素子の例としてレーザダイオードなどの端面発光素子を例示したが、本開示においては、他に様々な光半導体素子（受光素子を含む）を適用することができる。

１Ａ…光送信モジュール
１０…光レセプタクル
１１…フェルール
１１ａ…基端面
１１ｂ…先端面
１１ｃ…外周面
１１ｄ…ファイバ保持孔
１２…ファイバスタブ
１３…光ファイバ
１３ａ…一端
１３ｂ…他端
１４…金属部材
１４ａ…貫通孔
１４ｂ…基端面
１５…金属部材
１５ａ…基端面
１５ｂ…先端面
１５ｃ…貫通孔
１５ｃａ…第１の部分
１５ｃｂ…第２の部分
１６…スリーブ
１６ａ…基端
１６ｂ…先端
１６ｃ…外周面
１６ｄ…内周面
１７…円筒部材
１７ａ…基端面
１８…外郭部材
１８ｂ…基端面
１８ｃ…先端部
１８ｄ…貫通孔
１８ｅ…第１の部分
１８ｆ…第２の部分
１８ｇ…段差面
１９…光アイソレータ
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…発光部（光半導体デバイス）
２１…キャップ
２１ａ…基端面
２１ｂ…先端面
２１ｃ…貫通孔
２１ｃａ…第１の部分
２１ｃｂ…第２の部分
２１ｄ…外周面
２３…レンズ
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ…キャリアブロック
２４ａ…主面
２４ｂ，２４ｃ…側面
２４ｄ…裏面
２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｈ，２４ｉ…溝
２４ｊ，２４ｋ，２４ｍ…凸部
２５，２５Ａ…板状部材
２５ａ…キャリア搭載面
２５ｂ…裏面
２５ｃ，２５ｄ…配線パターン
２５ｅ…基準電位パターン
２５ｅａ…第１の部分
２５ｅｂ…第２の部分
２５ｅｃ…開口
２５ｆ…配線パターン
２５ｇ，２５ｈ…溝
２５ｉ…ビア（第１貫通配線）
２６…フランジ部材
２６ａ…一端面
２６ｂ…他端面
２７…端面発光素子
２８…フレキシブル基板
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｆ…配線パターン
２８ｅ…リジッド部
２９ａ，２９ｂ，２９ｄ…端子
２９ｃ…端子（第２貫通配線）
４１，４２，４３，４４…導電性接合材
５１，５２，５３…ボンディングワイヤ
６１…バイパスコンデンサ
６２…温度検出素子
２４１，２４１Ａ…誘電体ブロック
２４２，２４２Ａ…配線パターン
２４２Ｃ…キャリアブロック
２４３，２４３Ａ…基準電位パターン
２４３ａ…段差
２４４，２４５…配線パターン
２５１，２５１Ａ…誘電体基板
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…方向

Claims (8)

1. キャリア搭載面を有する誘電体基板と、
   前記キャリア搭載面に設けられた第１配線パターンと、
   前記キャリア搭載面に設けられ、前記第１配線パターンと離間して前記第１配線パターンを囲む第１基準電位パターンと、
   前記キャリア搭載面上に設けられ、前記キャリア搭載面と交差する方向に延在する主面、及び前記キャリア搭載面と対向する側面を有し、コプレーナ線路を構成する第２配線パターン及び第２基準電位パターンを前記主面に有するキャリアブロックと、
   前記キャリアブロックの前記主面上に設けられた光半導体素子と、
   を備え、
   前記第２配線パターンの一端部は、前記主面において少なくとも前記側面側の端縁まで延在し、導電性接合材を介して前記第１配線パターンと導電接合され、
   前記第２配線パターンの他端部は前記光半導体素子とボンディングワイヤまたは導電性接合材を介して接続され、前記第２配線パターン、及び前記ボンディングワイヤまたは前記導電性接合材は高周波の送信信号を前記光半導体素子に伝送し、
   前記第２基準電位パターンの一端部は、前記主面において少なくとも前記側面側の端縁まで延在し、導電性接合材を介して前記第１基準電位パターンと導電接合されている、光半導体デバイス。
2. キャリア搭載面を有する誘電体基板と、
   前記キャリア搭載面に設けられた第１配線パターンと、
   前記キャリア搭載面に設けられ、前記第１配線パターンと離間して前記第１配線パターンを囲む第１基準電位パターンと、
   前記キャリア搭載面上に設けられ、前記キャリア搭載面と交差する方向に延在する主面、及び前記キャリア搭載面と対向する側面を有し、コプレーナ線路を構成する第２配線パターン及び第２基準電位パターンを前記主面に有するキャリアブロックと、
   前記キャリアブロックの前記主面上に設けられた光半導体素子と、
   を備え、
   前記第２配線パターンの一端部は、前記主面において少なくとも前記側面側の端縁まで延在し、導電性接合材を介して前記第１配線パターンと導電接合され、
   前記第２配線パターンの他端部は前記光半導体素子と電気的に接続され、
   前記第２基準電位パターンの一端部は、前記主面において少なくとも前記側面側の端縁まで延在し、導電性接合材を介して前記第１基準電位パターンと導電接合されており、
   前記主面における前記第２基準電位パターンの前記一端部と前記第２配線パターンの前記一端部との間隔が、前記主面における前記第２基準電位パターンの残部と前記第２配線パターンの残部との間隔よりも大きい、光半導体デバイス。
3. キャリア搭載面を有する誘電体基板と、
   前記キャリア搭載面に設けられた第１配線パターンと、
   前記キャリア搭載面に設けられ、前記第１配線パターンと離間して前記第１配線パターンを囲む第１基準電位パターンと、
   前記キャリア搭載面上に設けられ、前記キャリア搭載面と交差する方向に延在する主面、及び前記キャリア搭載面と対向する側面を有し、コプレーナ線路を構成する第２配線パターン及び第２基準電位パターンを前記主面に有するキャリアブロックと、
   前記キャリアブロックの前記主面上に設けられた光半導体素子と、
   を備え、
   前記第２配線パターンの一端部は、前記主面において少なくとも前記側面側の端縁まで延在し、導電性接合材を介して前記第１配線パターンと導電接合され、
   前記第２配線パターンの他端部は前記光半導体素子と電気的に接続され、
   前記第２基準電位パターンの一端部は、前記主面において少なくとも前記側面側の端縁まで延在し、導電性接合材を介して前記第１基準電位パターンと導電接合されており、
   前記第２配線パターンの前記他端部は、前記光半導体素子の直下まで延びており、導電性接合材を介して前記光半導体素子の裏面電極と導電接合されている、光半導体デバイス。
4. 前記第２配線パターン及び前記第２基準電位パターンの各一端部は、前記主面から前記側面にわたって延在している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光半導体デバイス。
5. 前記キャリアブロックは、前記側面上における前記第２基準電位パターンと前記第２配線パターンとの間に設けられた第１の溝を有する、請求項４に記載の光半導体デバイス。
6. 前記キャリアブロックは、前記側面に設けられた第２の溝を更に有し、
   前記第２の溝を挟む一方側の領域に前記第２基準電位パターン及び前記第２配線パターンが位置する、請求項５に記載の光半導体デバイス。
7. 前記誘電体基板の前記キャリア搭載面上に設けられ、前記キャリアブロック及び前記光半導体素子を覆う窓付きの金属製キャップを更に備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光半導体デバイス。
8. 前記第１配線パターン、及び前記キャリア搭載面とは反対側に位置する反対面上に設けられる配線と電気的に接続し、前記誘電体基板を前記キャリア搭載面から前記反対面まで貫通する第１貫通配線と、
   前記第１基準電位パターン、及び前記キャリア搭載面とは反対側に位置する反対面上に設けられる別の配線と電気的に接続し、前記誘電体基板を前記キャリア搭載面から前記反対面まで貫通する第２貫通配線と、
   を更に備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光半導体デバイス。

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