光电转换装置制造方法及图纸

一种光电转换装置，包括光电探测器、共面波导和光耦合结构，其中，光电探测器，倒装焊于共面波导的表面，以使光电探测器的电极与共面波导的传输线连接；光耦合结构，用于将传输的信号光耦合到光电探测器的光敏面。光耦合结构包括V型槽基板和至少一根45°斜面光纤，其中：V型槽基板，具有若干周期排列的V型槽，每一个V型槽用于固定至少一根45°斜面光纤中的任一根。本发明专利技术利用倒装焊技术将光电探测器倒扣在共面波导的表面，且通过倒装焊可将光电探测器的电极与共面波导的传输线进行连接，因此减小了通常的封装过程中由于金丝键合引入的寄生电感的影响，优化了器件性能。

【技术实现步骤摘要】
光电转换装置
本专利技术属于光电子/微电子器件领域，更具体地涉及一种光电转换装置。
技术介绍
随着宽带业务量的快速增长，光通信器件正朝着集成化，小体积，大容量，高速率的方向发展。高度集成化的发展趋势使得器件阵列集成成为研究热点。探测器接收模块作为光纤通信网络接收机的核心部分，其结构直接决定了器件的性能。探测器芯片通常采用透镜方式直接耦合，然而对于一般结构的探测器芯片来说，要想实现透镜方式的直接耦合，需要将探测器芯片进行立体封装，且在微波信号的传输过程中，微波信号需要进行90°转弯，因此严重影响了器件的传输速率；探测器芯片的另一种耦合方式是将光路调转90°，且将探测器芯片直接贴于共面波导上，这就需要用金丝将探测器芯片的电极与共面波导连接，但金丝键合会引入寄生电感，同样会影响器件的传输速率。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术的主要目的在于提出一种光电转换装置，用于解决以上技术问题的至少之一。为了实现上述目的，本专利技术提出一种光电转换装置，包括光电探测器、共面波导和光耦合结构，其中：光电探测器，倒装焊于共面波导的表面，以使光电探测器的电极与共面波导的传输线连接；光耦合结构，用于将传输的信号光耦合到光电探测器的光敏面。在本专利技术的一些实施例中，上述共面波导为渐变结构，其靠近光电探测器的一端传输线间的间距小，远离光电探测器的一端传输线间的间距大。在本专利技术的一些实施例中，上述光耦合结构包括V型槽基板和至少一根45°斜面光纤，其中：V型槽基板，具有若干周期排列的V型槽，每一个V型槽用于固定至少一根45°斜面光纤中的任一根；45°斜面光纤，用于传输信号光，该45°斜面光纤的其中一个端面为椭球面，其中另一个端面为与轴向呈45°夹角的斜面。在本专利技术的一些实施例中，上述光耦合结构包括光栅，该光栅的一端与光电探测器的位置相对应，用于改变信号光的传播方向，以使信号光射入光电探测器的光敏面。在本专利技术的一些实施例中，上述光电探测器倒装焊于共面波导的表面后，采用的焊料形成为焊柱或焊球，焊柱或焊球的位置与光电探测器的电极和共面波导的传输线相对应。在本专利技术的一些实施例中，上述焊柱或焊球的高度取决于光耦合结构的高度；该焊柱或焊球的宽度取决于光电探测器电极的大小和间距。在本专利技术的一些实施例中，上述光电探测器，用于将射入其光敏面的所述信号光转换为电信号。在本专利技术的一些实施例中，上述光电探测器包括至少一个探测器芯片和/或至少一个探测器芯片阵列。在本专利技术的一些实施例中，上述光电探测器的类型有PIN型光电探测器、雪崩光电探测器和硅基探测器本专利技术提出的光电转换装置，具有以下有益效果：1、本专利技术利用倒装焊技术将光电探测器倒扣在共面波导的表面，且通过倒装焊可将光电探测器的电极与共面波导的传输线进行连接，因此减小了通常的封装过程中由于金丝键合引入的寄生电感的影响，优化了器件性能；2、本专利技术的光耦合采用45°斜面光纤来改变信号光的传播方向，以使信号光射入光电探测器的光敏面，且利用V型槽基板的V型槽对45°斜面光纤进行固定；光电探测器探测光敏面射入的信号光，并将信号光转换为电信号，即可完成光电转换，因此本专利技术的光电转换装置体积小，结构简单，提高了器件的集成度，能够适用于大容量阵列集成的光接收模块。附图说明图1(a)是本专利技术一实施例提出的光电转换装置的俯视图；图1(b)是本专利技术一实施例提出的光电转换装置的仰视图；图1(c)是本专利技术一实施例提出的光电转换装置的主视图；图1(d)是本专利技术一实施例提出的光电转换装置的左视图图2是本专利技术一实施例提出的光电转换装置的结构立体图；图3是本专利技术一实施例提出的光电转换装置的应用示意图。【附图标记说明】1-V型槽基板；2-共面波导；3-45°斜面透镜光纤；4-焊柱；5-光电探测器；6-管壳；7-金丝；8-偏置电路。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术公开了一种光电转换装置，包括光电探测器、共面波导和光耦合结构，其中：光电探测器，倒装焊于共面波导的表面，以使光电探测器的电极与共面波导的传输线连接；光耦合结构，用于将传输的信号光耦合到光电探测器的光敏面。上述光电转换装置利用倒装焊技术将光电探测器倒扣在共面波导的表面，且通过倒装焊将光电探测器的电极与共面波导的传输线连接，因此减小了通常的封装过程中由于金丝键合引入的寄生电感的影响，优化了器件性能。在本专利技术的一些实施例中，上述光电探测器用于探测射入光敏面的信号光，并将信号光转换为电信号，完成光电转换。在本专利技术的一些实施例中，上述光耦合结构包括V型槽基板和至少一根45°斜面光纤，其中：V型槽基板，具有周期排列的V型槽，每一个V型槽用于固定至少一根45°斜面光纤中的任一根；45°斜面光纤，用于传输信号光，45°斜面光纤的其中一个端面为椭球面，其中另一个端面为与轴向呈45°夹角的斜面，以使信号光射入光电探测器的光敏面。本实施例采用45°斜面光纤来改变信号光的传播方向，以使信号光射入光电探测器的光敏面，且利用V型槽基板的V型槽对45°斜面光纤进行固定；从而使光电转换装置具有体积小、结构简单、器件的集成度高，能够适用于大容量阵列集成的光接收模块等优点。V型槽可以很大程度上调节单根光纤的左右分布，很容易实现信号光的耦合与45°斜面光纤的同定。在本专利技术的一些实施例中，上述光耦合结构包括光栅，该光栅的一端与光电探测器的位置相对应，用于传输信号光和改变信号光的传播方向，以使信号光射入光电探测器的光敏面。光栅结构具有更高的集成度，主要应用于探测器阵列芯片的封装结构。在本专利技术的一些实施例中，上述光电探测器包括至少一个探测器芯片和/或至少一个探测器芯片阵列，光耦合结构包括具有周期排列的至少一个V型槽的V型槽基板和至少一根45°斜面光纤，每一个V型槽用于固定至少一根45°斜面光纤中的任一根；45°斜面光纤，用于传输信号光，45°斜面光纤的其中一个端面为椭球面，其中另一个端面为与轴向呈45°夹角的斜面，以使信号光射入光电探测器的光敏面；其中，探测器芯片间的间距或探测器芯片阵列中相邻单元间的间距与45°斜面光纤间的间距相等，45°斜面光纤的45°斜面端与探测器芯片或探测器芯片阵列中每个单元的光敏面相对应。V型槽的间距一般情况与探测器芯片阵列或探测器芯片的间距保持一致，并且间距差精度要求很高，特别是对于探测器芯片阵列。在本专利技术的一些实施例中，上述光电探测器包括至少一个探测器芯片和/或至少一个探测器芯片阵列；上述光耦合结构包括光栅，该光栅的一端与光电探测器的位置相对应，用于改变信号光的传播方向，以使信号光射入光电探测器的光敏面。其中，光栅的周期与探测器芯片的排布周期或探测器芯片阵列的周期相匹配，且光栅在靠近探测器芯片或探测器芯片阵列的一端可使信号光的传播方向产生90°的改变。在本专利技术的一些实施例中，V型槽和45°斜面光纤的使用主要是针对于多个分立探测器芯片的阵列封装设计的；对于单片集成的探测器芯片阵列，V型槽和45°斜面光栅可以换成具有解复用功能的光栅，光栅的周期与单片集成的探测器芯片阵列的周期相等，一般为250um，此时要求的空间相对精度很高，光栅同时还具有使信号光的传播方向改变90°的功能在本专利技术的一些实施例中，上述光电探测器通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电转换装置，包括光电探测器、共面波导和光耦合结构，其中：光电探测器，倒装焊于所述共面波导的表面，以使所述光电探测器的电极与所述共面波导的传输线连接；光耦合结构，用于将传输的信号光耦合到所述光电探测器的光敏面。

【技术特征摘要】
1.一种光电转换装置，包括光电探测器、共面波导和光耦合结构，其中：光电探测器，倒装焊于所述共面波导的表面，以使所述光电探测器的电极与所述共面波导的传输线连接；光耦合结构，用于将传输的信号光耦合到所述光电探测器的光敏面。2.如权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述共面波导为渐变结构，其靠近所述光电探测器的一端所述传输线间的间距小，远离所述光电探测器的一端所述传输线间的间距大。3.如权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述光耦合结构包括V型槽基板和至少一根45°斜面光纤，其中：V型槽基板，具有若干周期排列的V型槽，每一个所述V型槽用于固定所述至少一根45°斜面光纤中的任一根；45°斜面光纤，用于传输所述信号光，所述45°斜面光纤的其中一个端面为椭球面，其中另一个端面为与轴向呈45°夹角的斜面。4.如权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述光耦合结构包括光栅，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵泽平，刘宇，张志珂，张一鸣，祝宁华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11