JPS63107185A - 光電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光電子装置、特に、高周波特性が安定した光通
信用半導体レーザ装置等の光電子装置に関する。

〔従来の技術〕

光通信用光源あるいはディジタルオーディオディスク、
ビデオディスク等の情報処理装置用光源として、各種構
造の半導体レーザ素子が開発されている。たとえば、デ
ィジタルオーディオディスク、ビデオディスク等の情報
処理装置用光源として、たとえば、日経マグロウヒル社
発行［日経エレクトロニクスＪ　１９８１年９月１４日
号、Ｐ１３８〜Ｐ１５２に記載されているような半導体
レーザが知られている。同文献にも記載されているが、
一般に、この種の半導体レーザ装置は、ステムの主面中
央に設けたヒートシンクにサブマウントを介して半導体
レーザ素子（レーザダイオードチップ）を固定するとと
もに、ステムの主面に取り付けられた受光素子でレーザ
光の光強度をモニタするようになっている。また、使用
に供されるレーザ光は前記ステム主面に取り付けられた
キャップの天井部分の透明体を嵌め込んだ窓からパンケ
ージ外に発光するようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、半導体レーザ装置における外部端子（リード）は
、レーザダイオードの一方の電極の端子と受光素子の一
方の電極を供用することから、ステムから突出するリー
ドは３本が一般的である。

これに対して、本発明者等は、レーザダイオードおよび
受光素子をそれぞれ独立して制御する必要から、ステム
から突出するリードを４本とした半導体レーザ装置を開
発している。この半導体レーザ装置は、たとえば、通信
用として開発されていて、高い周波数で使用される。

ところで、従来のこの種半導体レーザ装置にあっては、
ステムの主面から突出するリード部分、特にレーザダイ
オード用のリードは、レーザダイオードチップがステム
主面に固定されたヒートシンクの上部側面にサブマウン
トを介して搭載されていることから、その先端がレーザ
ダイオードチップの近傍に位置するように長く突出して
いるため、リード部分の寄生インダクタンスおよび浮遊
容量が大きくなり、高周波域での特性が不安定となると
いうことが本発明者によってあきらかにされた。また、
この構造の半導体レーザ装置は、パッケージ内でレーザ
ダイオード用リードと受光素子用リードが平行に延在す
るとともに近接しているため、電磁誘導現象が発生し、
受光素子による検出、特に波形モニターが出来なくなる
ということも本発明者によってあきらかにされた。

本発明の目的はリード等の寄生インダクタンスおよび浮
遊容量が低減できる構造の光電子装置を提供することに
ある。

本発明の他の目的は高周波域での使用が可能な光電子装
置を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の光電子装置にあっては、パッケージ
内に延在するレーザダイオード用のり一部は、平板構造
となって表面積が太き（なり、寄生インダクタンスが小
さくなる構造となっている。

また、前記リードはワイヤを接続するワイヤボンディン
グ領域を除く部分は絶縁体で被われ、浮遊容量が低減さ
れている。

〔作用〕

上記した手段によれば、レーザダイオード用リードのパ
ッケージ内部分は、寄生インダクタンスおよび浮遊容量
が小さくなることから、高周波域での特性が安定する。

また、このリードは、ワイヤが接続される領域を除く領
域が絶縁体で被われていることから、電磁誘導現象が発
生しな（なり、受光素子における波形モニターが高精度
に行え、レーザダイオードの高速応答特性が向上する。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による光電子装置の要部を示
す斜視図である。

光電子装置は、第１図に示されるように、それぞれアセ
ンブリの主体部品となる板状のステムｌおよびこのステ
ム１の主面側に気密固定された帽子形のキャップ２とか
らなっている。これらステム１およびキャップ２によっ
て光電子装置のパッケージが構成される。前記ステム１
は、周縁が薄い数ｍｍの厚さの円形の金属板となってい
る。このステム１は、その周縁に組立時の位置決めや方
向識別のために利用される■溝３や矩形溝からなるガイ
ドを有している。また、前記ステム１には、４本のり−
ド５が固定されている。１本のリード５はステム１の裏
面に電気的および機械的に固定され、他の３本のり−ド
５はステム１を貫通し、かつガラスのような絶縁体６を
介してステム１に対し電気的に絶縁されて固定されてい
る。この結果、各リード５は相互に電気的に独立してス
テム１に接続されることになる。

一方、前記ステムｌの主面中央部にはヒートシンク７が
鑞材等で固定されている。このヒートシンク７およびス
テム１は熱伝導性の良好な金属で構成されている。また
、前記ヒートシンク７は、その先端側面にサブマウント
８を介して半導体レーザ素子（レーザダイオードチップ
）９が固定されている。前記サブマウント８は、熱伝導
度が高くかつ熱膨張係数αがＳｔや化合物半導体に近似
した絶縁性のＳｉＣ等で構成されている。また、図示は
しないが、前記サブマウント８の主面には、導電性のメ
タライズ層が設けられている。そして、このメタライズ
層上には、それぞれＰｂ−３ｎ層を介してそれぞれ独立
してレーザダイオードチップ９およびＡｕからなるペデ
スタル１０が固定されている。したがって、前記レーザ
ダイオードチップ９の下部電極はメタライズ層を介して
前記ペデスタルと電気的に接続されている。また、前記
レーザダイオードチップ９の上面の電極は、２本のワイ
ヤ１１によって前記リード５に電気的に接続されるとと
もに、前記ペデスタル１０とリード５とは、第２図に示
されるように、２本のワイヤ１２で電気的に接続されて
いる。なお、前記レーザダイオードチップ９はサブマウ
ント８に搭載された状態でヒートシンク７に固定される
。

前記レーザダイオード用リードは、ステム１の主面に突
出する部分は半導体レーザ装置を高周波域で安定に駆動
させるように配慮されている。すなわち、ステム１の主
面上に突出するレーザダイオード用リード部分は平板構
造となり、表面積増大によって寄生インダクタンスを小
さくしている。

また、リード上端のワイヤを接続するワイヤボンディン
グ領域１３を除（領域は、同図の点々で示されるように
、他のリードに電磁誘導を生じさせないように絶縁体１
４、たとえば四ふっ化エチレン樹脂で被覆されている。

なお、同図で示されるように、一方のリードの上端はレ
ーザダイオードチップ９側に屈曲してワイヤボンディン
グ領域１３を台座９に近接させ、ワイヤ１１の長さを短
かくし、ワイヤ１１の寄生インダクタンスの低減を図っ
ている。したがって、他方のリードも寸法的に許容され
るならば、リード上端をレーザダイオードチップ９側に
折り曲げる形状とすることが望ましい。

他方、前記ステム１の主面にはレーザダイオードチップ
９の下端から発光されるレーザ光１５を受光し、レーザ
光１５の光出力をモニターする受光素子１６が固定され
ている。この受光素子１６はステム１の主面に設けられ
た傾斜面１７に図示しない接合材を介して固定されてい
る。この受光素子１６の傾斜面１７への固定によって、
受光素子１６の受光面は傾斜するため、レーザダイオー
ドチップ９から発光されたレーザ光１５の受光素子１６
の受光面における反射光は、後述するキャップ２の窓内
に入らなくなり、半導体レーザの遠視野像の乱れが生じ
な（なる。また、前記受光素子１６の上部電極と、ステ
ム１の主面上に突出する残りの一本のり−ド５とは、ワ
イヤ１８によって電気的に接続されている。

さらに、前記ステム１の主面には、窓１９を有する金属
製のキャップ２が気密的に固定され、レーザダイオード
チップ９およびヒートシンク７を封止している。前記窓
１９には透明なガラス板２０が図示しない接合体を介し
て固定されている。

したがって、レーザダイオードチップ９の上端から出射
したレーザ光１５は、透明なガラス板２０を透過して、
ステムｌとキャンプ２とによって形成されたパッケージ
外に放射される。

（１）本発明の光電子装置にあっては、レーザダイオー
ド用リードはパッケージ内において表面積が大きくなる
ように平板構造となっていることから、寄生インダクタ
ンスが低くなり、高周波域での光通信が安定して行える
という効果が得られる。

（２）本発明の光電子装置にあっては、パンケージ内に
おけるレーザダイオード用リード部分は、その先端のワ
イヤボンディング領域１３を除いて絶縁体１４で被覆さ
れていることから、レーザダイオード動作時隣接する受
光素子用リードに電磁誘導現象が起きなくなるため、受
光素子によるレーザ光の検出、特に波形モニターが高精
度に行えるという効果が得られる。

（３）上記（１）および（２）により、本発明によれば
、高周波域で安定に動作しかつ高精度なモニターが可能
となる光電子装置を提供することができるという相乗効
果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、第２図に示す
ように、ステム１の主面上に絶縁性のセラミックからな
るブロック２１．２２を配設するとともに、このブロッ
ク２１゜２２の側面に幅広パターンからなるメタライズ
層２３．２４を設け、これらメタライズ層２３，２４の
下部に、レーザダイオード用のり一部５をソルダー２５
．２６によって電気的に接続し、かつメタライズ層２３
．２４の上部にそれぞれレーザダイオードチップ９ある
いはペデスタル１０に一端を接続したワイヤ１１．１２
を接続するようにしても、半導体レーザ装置は、前記メ
タライズ層２３．２４が幅広であり、表面積が大きいこ
とから寄生インダクタンスが低くなるため、高周波域で
特性が安定する。また、この半導体レーザ装置は前記メ
タライズ層２３．２４にあっても、前記実施例と同様に
ワイヤボンディング領域１３を除く領域は絶縁体１４で
被覆されているため、受光素子用リードに電磁誘導現象
を生じさせることがないことから、レーザ光の波形モニ
ターが高精度に行なえることになる。なお、この実施例
においては、前記メタライズＮ２３，２４の幅を一定と
して、ブロック２１．２２である基板側の抵抗値を４２
〜４３Ωとし、レーザダイオードチップ自体の抵抗の７
〜８Ωに加えて全体を５０Ωとしてお（ことによって、
半導体レーザ装置の特性を測定する５０Ω系の測定機器
に直接実装して特性測定が行なえるようになっている。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である光通信用光電子装置
の製造技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではない。

本発明は少なくとも高周波域で使用する光電子装置には
適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明の光電子装置にあっては、パッケージ内に延在す
るレーザダイオード用のリードは、平板構造となって表
面積が大きくなり、寄生インダクタンスが小さくなる構
造となっていることから、高周波域での特性が安定する
。また、前記リードはワイヤを接続するワイヤボンディ
ング領域を除く部分は絶縁体で被われているため、電磁
誘導現象が発生しなくなり、受光素子における波形モニ
ターが高精度に行え、レーザダイオードの高速応答特性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光電子装置の要部を示
す斜視図、 第２図は本発明の他の実施例による光電子装置の要部を
示す斜視図である。 １・・・ステム、２・・・キャンプ、３・・・■溝、５
・・・リード、６・・・絶縁体、７・・・ヒートシンク
、８・・・サブマウント、９・・・レーザダイオードチ
ップ、１０・・・ペデスタル、１１・・・ワイヤ、１２
・・・ワイヤ、１３・・・ワイヤボンディング領域、１
４・・・絶縁体、１５・・・レーザ光、１６・・・受光
素子、１７・・・傾斜面、１８・・・ワイヤ、１９・・
・窓、２０・・・ガラス板、２１．２２・・・ブロック
、２３．２４・・・メタライズ層、２５゜２６・・・ソ
ルダー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、主面ヒートシンクを固定したステムと、前記ヒート
   シンクの側面に取り付けられたレーザダイオードチップ
   と、前記ステムの主面に固定された受光素子と、前記ス
   テムに相互に電気的に独立して取り付けられた少なくと
   も４本のリードと、を有し、前記レーザダイオードチッ
   プの電極に接続される２本のリードのステム主面から突
   出する部分は表面積の大きい平板構造となるとともに、
   先端のワイヤボンディング領域を除く領域は絶縁体で被
   われていることを特徴とする光電子装置。