用于集合制造多个光电芯片的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于集合制造多个光电芯片(P1、P2)的方法，包括以下步骤：i)提供包括多个称为基本区域(z1、z2)的区域的接收基底(1)，每个基本区域包括至少一个称为耦合波导(31、32)的波导，该波导内置于接收基底(1)中；将多个接触板(6)转移到基本区域(z1、z2)，使得接触板(6)部分地覆盖耦合波导(31、32)；以及iii)从所述接触板(6)制造所述第一光电组件(21、22)；其特征在于，在转移阶段之后，每个接触板(6)在至少两个相邻的基本区域(z1、z2)的组件(E)上延伸。

A method for assembling multiple photovoltaic chips

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于集合制造多个光电芯片的方法
本专利
涉及一种使用将晶粒转移到功能化接收基底的技术来在晶片级上制造多个光电芯片的方法。
技术介绍
可以使用用于将基于半导体化合物的衬垫转移到接收基底的技术，来在晶片级上制造包括能够发射或检测电磁辐射的二极管的光电芯片，所述衬垫也可以被称作晶粒。图1A示意性地示出了从上面看到的在SOI接收基底1上制造的光电芯片P的示例。虚线表示通过切割接收基底1而在光电芯片P的后续分割中的切割线L。因此，切割线L形成接收基底1的基本区域z的边界，其中，在该区域中制造光电芯片P。这里的每个基本区域z包括有源(二极管、调制器等)和无源(波导、多路复用器等)光子组件，它们彼此光学耦合以形成光子电路。图1B详细地示出了如图1A所示的四个相邻的光电芯片P1、P2、P3、P4。在这里，光电芯片P1、P2、P3、P4是发射器，每个发射器包括基于半导体化合物(例如InP)的多个激光二极管2的阵列，并且采用半导体层堆叠的形式，这里半导体层主要包括InP，每个激光二极管光学耦合到所谓的耦合波导(这里由从激光二极管2开始的箭头表示)，该耦合波导集成到接收基底1中，并且允许由激光二极管2发射的光学模式传播到调制器4，然后到多路复用器5。当然，集成光子电路可以与该图中所示的不同，并且可以特别地包括其他光子组件，例如光纤耦合器。光电芯片也可以是基于光电二极管的接收器，或包括激光二极管和光电二极管的收发器。用于在晶片级上制造光电芯片的方法可以包括在各个基本区域中将多个衬垫转移到接收基底的步骤。每个衬垫包括基于半导体化合物的半导体片段，例如III-V晶粒，然后将其称为III-V晶粒。因此，半导体片段可以由多个半导体层的堆叠构成。执行该转移使得III-V晶粒放置在单独的基本区域中，使得每个III-V晶粒覆盖相应区域的至少一个耦合波导的所谓的耦合部分。特别地，III-V晶粒可以通过直接贴合的方式贴合到接收基底。然后进行构造III-V晶粒的步骤，以通过光刻和蚀刻制造多个光电组件，例如激光二极管、光电二极管、甚至电吸收调制器，每个光电组件面向波导的耦合部分并因此光组件学地耦合到波导。然后通过切割接收基底来单片化光电芯片。专利申请WO2016/011002描述了通过将半导体晶粒倒装芯片转移到功能化的硅基基板来制造集成光子电路。然而，需要降低光电芯片的制造成本，而不会使制造方法复杂化。
技术实现思路
本专利技术的目标是至少部分地弥补现有技术的缺点，更具体地说，提供一种在晶片级上制造光电芯片的方法，该方法允许降低制造成本。为此，本专利技术的主题是一种用于在晶片级上制造多个光电芯片的方法，其包括以下步骤：-提供包括多个所谓的基本区域的接收基底，每个基本区域旨在包含一个光电芯片，每个基本区域包括至少一个所谓的耦合波导，所述耦合波导集成到接收基底中并且旨在光学地耦合到第一光电组件；-将多个衬垫转移到基本区域，使得衬垫部分地覆盖耦合波导；-从所述衬垫制造所述第一光电组件，使得每个第一光电组件面向相应基本区域的至少一个耦合波导。根据本专利技术，在转移步骤之后，每个衬垫在至少两个相邻的基本区域的组上延伸，以便部分地覆盖每个所述相邻基本区域的至少一个耦合波导。以下是该方法的某些优选但非限制性的方面。因此，在制造第一光电组件的步骤中，从给定的衬垫制造的每个第一光电组件可以面向所述给定组的相邻基本区域中的一个耦合波导定位。第一基本区域的至少一个第一光电组件和与第一基本区域相邻的并且属于所述给定组的第二基本区域的至少一个第二光电组件可以分别与形成所述第一和第二相邻基本区域的公共边界的分隔线间隔相等的距离，所述第一和第二光电组件从同一衬垫制造。所述距离可以小于600μm。所述第一个光电组件和所述的第二光电组件可以彼此间分离的距离小于1.2μm。第一光电组件可以定位为面向所述组的第一基本区域的第一耦合波导的耦合部分，第二光电组件可以定位为面向第二基本区域的第二耦合波导的耦合部分，该第二基本区域与第一基本区域相邻并且属于所述给定组。第一和第二耦合波导从它们各自的耦合部分平行地延伸。所述第一和第二耦合波导可以从它们各自的耦合部分沿彼此相反的方向延伸。所述第一和第二耦合波导可以从它们各自的耦合部分沿彼此平行的方向延伸。所述第一耦合波导和第二耦合波导可以从他们各自的耦合部分延伸，以便相对彼此关于所述分隔线具有轴对称性。每个衬垫可以在四个成对相邻的基本区域的组上延伸。每个衬垫可以包括基于半导体化合物的半导体片段以及生长基底，通过外延生长从所述生长基底制造半导体片段。该方法可包括去除生长基底的步骤，生长基底由基于所述半导体化合物的合金制成。每个衬垫可以包含基于III-V半导体化合物的半导体片段。第一个光电组件可以是激光源、光电二极管或者是光电调制器。所述组的每个基本区域可以包括多个耦合波导的阵列，并且可以针对所述组的每个基本区域制造多个第一光电子组件的阵列，使得给定阵列的第一光电组件分别面向相应的耦合波导。该方法可以包括转移多个第一衬垫的步骤，其中，从多个第一衬垫制造多个的激光二极管；以及包括转移多个第二衬垫的步骤，其中，从多个第二衬垫制造多个光电二极管或多个光电调制器。该方法可以包括沿着在基本区域之间通过的切割线切割接收基底的后续步骤，以便获得多个单独的光电芯片。附图说明在阅读下面本专利技术的优选实施例的详细描述后，本专利技术的其他方面、目的、优点和特征将变得更加清楚，这些描述通过参考附图以非限制性示例的方式给出，其中：已参照现有技术描述的图1A示意性地示出了从上面看的在接收基板上形成的光电芯片的示例；已被描述过的图1B是在图1A中示出的四个相邻的光电芯片的详细视图；图2A至图2D部分地和示意性地在沿着图1B中的线A-A的横截面中示出了在晶片上制造光电芯片的传统方法的各个步骤；图3部分地和示意性地示出了，从上面看时，如上所述的传统方法的各个步骤的过程中晶粒的区域，其中，允许在一个基本区域中制造耦合到制造耦合波导的四个激光二极管的阵列；图4A至图4D部分地和示意性地在沿着图5A中B-B线的横截面中示出了根据本专利技术的一个实施例的在晶片级上制造光电芯片的方法的各个步骤；图5A部分地和示意性地示出了，从上面看时，采用参考图4A至图4D所描述的方法在接收基板上制造的四个光电芯片的示例；图5B部分地和示意性地示出了，从上面看时，在参考图4A至图4D所示的方法的各个步骤的过程中的晶粒的表面，其中，允许从同一晶粒在四个相邻的基本区域的组中制造多个激光二极管的阵列；图6A、6B和6C部分地和示意性地示出了，从上面看时，在接收基板上制造的光电芯片的各种变体，在这些变体中，从相同的III-V晶粒获得一组相邻基本区域的激光二极管的阵列。具体实施方式在附图和说明书的其余部分中，相同的附图标记用于表示相同或相似的元件。另外，为了清楚起见，各种元件未按比例示出。此外，各种实施例和变体不是彼此排斥的并且可以组合在一起。除非另有说明，否则术语“基本上”，“约”和“大约”意指在10％以内。本专利技术涉及使用将衬垫转移到功能化接收基底的技术来在晶片级上生成光电芯片，衬垫也称为晶粒。光电芯片意指包括能够发射、检测、或者甚至调制电磁辐射的至少一个第一光电组件的器件，所述组件基于给定的半导体化合物并且置于接收基底上。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在晶片级上制造多个光电芯片(P1、P2)的方法，包括以下步骤：i)提供包括多个所谓的基本区域(z1、z2)的接收基底(1)，每个基本区域旨在包含一个光电芯片(P1、P2)，每个基本区域(z1、z2)包括至少一个所谓的耦合波导(31、32)，所述耦合波导(31、32)集成在所述接收基底(1)中并且旨在光学耦合到第一光电组件(21、22)；ii)将多个衬垫(6)转移到所述基本区域(z1、z2)，使得所述衬垫(6)部分地覆盖所述耦合波导(31、32)；iii)从所述衬垫(6)制造所述第一光电组件(21、22)，使得每个第一光电组件(21、22)面向相应的基本区域(z1，z2)的至少一个耦合波导(31、32)；其特征在于，在所述转移步骤之后，每个衬垫(6)在至少两个相邻基本区域(z1、z2)的组(E)上延伸，以便部分地覆盖所述相邻的基本区域(z1、z2)中的每一个的至少一个耦合波导(31、32)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.14 FR 16609671.一种用于在晶片级上制造多个光电芯片(P1、P2)的方法，包括以下步骤：i)提供包括多个所谓的基本区域(z1、z2)的接收基底(1)，每个基本区域旨在包含一个光电芯片(P1、P2)，每个基本区域(z1、z2)包括至少一个所谓的耦合波导(31、32)，所述耦合波导(31、32)集成在所述接收基底(1)中并且旨在光学耦合到第一光电组件(21、22)；ii)将多个衬垫(6)转移到所述基本区域(z1、z2)，使得所述衬垫(6)部分地覆盖所述耦合波导(31、32)；iii)从所述衬垫(6)制造所述第一光电组件(21、22)，使得每个第一光电组件(21、22)面向相应的基本区域(z1，z2)的至少一个耦合波导(31、32)；其特征在于，在所述转移步骤之后，每个衬垫(6)在至少两个相邻基本区域(z1、z2)的组(E)上延伸，以便部分地覆盖所述相邻的基本区域(z1、z2)中的每一个的至少一个耦合波导(31、32)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在制造所述第一光电组件的步骤中，从给定的所述衬垫(6)制造的每个第一光电组件(21、22)面向所述给定组(E)的所述相邻基本区域(z1、z2)的所述耦合波导(31、32)中的一个。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第一基本区域(z1)的至少一个第一光电组件(21)和与第一基本区域(z1)相邻的并属于所述给定组(E)的第二基本区域(z2)的至少一个第二光电组件(22)分别与形成所述第一相邻基本区域和第二相邻基本区域(z1、z2)的公共边界的分隔线(L12)间隔相等的距离，所述第一光电组件和第二光电组件(21、22)由同一衬垫(6)制造。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述距离小于600μm。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述第一光电组件(21)和所述第二光电组件(22)彼此间隔的距离小于1.2μm。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，第一光电组件(21)定位为面向所述组(E)的第一基本区域(z1)的第一耦合波导(31)的耦合部分(3e1)，并且第二光电组件(22)面向第二基本区...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞尔维·梅内佐，弗兰克·富尔内尔，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国,FR