本发明专利技术涉及一种基于平面光波导技术制作的集成反射镜的晶圆芯片。本发明专利技术开发了一种新的基于平面光波导技术晶圆级测试以及制作光学组件的方法。本发明专利技术可以实现对晶圆上每一个颗粒芯片的性能进行测试，从而能够在晶圆制造过程的早期建立合格标准、筛选不良，让光学组件如接收器或发射器等建立在合格的颗粒芯片上，这样可以有效提高制作效率，降低物料成本，减少工时浪费。
A kind of optical wafer and chip with mirror function for wafer level test
【技术实现步骤摘要】
一种可用于晶圆级测试的具有反射镜功能的光学晶圆和芯片
本专利技术涉及半导体制造
中的晶圆，特别是涉及一种基于平面光波导技术制造的具有集成反射镜的晶圆和芯片。背景广泛应用于电信和数据通信的基于平面光波导技术的晶圆芯片有一个长期存在的问题，即晶圆芯片的测试成本高昂，占据了产品制造成本的主要部分。硅光子等其他技术平台的晶圆可以通过使用光栅耦合器能够实现自动化测试，而二氧化硅材质平面光波导技术平台的晶圆由于材质的不同采用类似的方法会有高损耗的问题。使用三五族材料的另一个技术平台的晶圆有一个专用技术解决方案，它们的平台集成了波导、镜子和光探测器。然而，由于光探测器不能使用二氧化硅来制作，这种集成解决方案不能转移到二氧化硅材质平面光波导技术平台的晶圆。平面光波导技术器件的测试通常采用端面耦合对接技术来实现光的连接。这可用来测试颗粒芯片，但由于不能使用该方法测试晶元上非边缘的颗粒芯片，所以不能扩展到晶圆级的测试。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于平面光波导技术制作的具有集成反射镜的晶圆芯片，实现晶圆级的测试。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于平面光波导技术制作的具有集成反射镜的晶圆和芯片。所述具有集成反射镜的晶圆，晶圆上的颗粒芯片具有第一反射镜；所述第一反射镜位于颗粒芯片波导的末端，用反射镜反射输入或输出波导的光，测试颗粒芯片的光学性能；然后切割包含有第一反射镜的一部分晶圆，将其与测试的颗粒芯片分离。所述具有集成反射镜的晶圆，切割部分晶圆后，将光纤耦合到颗粒芯片在原来第一反射镜位置所在的波导上。所述具有集成反射镜的晶圆，所述颗粒芯片的集成光波导延伸至第二反射镜，第二反射镜在经过切割步骤后保留在芯片上。所述具有集成反射镜的晶圆，在切割步骤之前，在第一或第二反射镜的上方附加一个光电探测器。所述具有集成反射镜的晶圆，在切割步骤之前，在第一或第二反射镜的上方附加一个光源。所述具有集成反射镜的晶圆，其颗粒芯片包括多个集成光学功能，且至少包括一个将光发送到波导中或从波导接收光的功能。所述具有集成反射镜的晶圆上具有多个颗粒芯片，每个颗粒芯片位于晶圆上各自的区域，每个芯片区域都有一个矩形的中心区和一个紧贴在中心区边沿的矩形边缘区，边缘区内有第一反射镜，中心区内是集成光波导，并且这些光波导一致延伸到边缘区内的第一反射镜。晶圆的切割就是沿着这个中心区和周围边缘区的边界进行。所述的具有集成反射镜的晶圆，其颗粒芯片可以实现收发器、阵列波导光栅、无热阵列波导光栅以及其他电信和数据通信用光学器件功能。所述的具有集成反射镜的晶圆芯片中的第一反射镜位于切割线外侧，并通过波导连接颗粒芯片实现光的传输。其第二反射镜是颗粒芯片的一部分，并通过波导连接颗粒芯片实现光的传输。第一或者第二反射镜的镜面角度可以是45°，也可以是其它角度。镜子的镜面可以镀金，也可以镀其它金属。有益效果采用上述技术方案制作的基于平面光波导技术的晶圆和光学芯片具有以下的优点和积极效果：本专利技术可以实现对晶圆上每一个颗粒芯片的性能进行测试，从而能够在晶圆制造过程的早期建立合格标准、筛选不良，让光学组件如接收器或发射器等建立在合格的颗粒芯片上，这样可以有效提高制作效率，降低物料成本，减少工时浪费。附图说明图1为具有集成反射镜的晶圆和芯片俯视图图2为具有集成反射镜的晶圆和芯片侧视图图3为含反射镜的收发器芯片示意图图4为在反射镜上面粘贴了两个探测二极管(PD)的芯片一部分图5A和图5B为在8个反射镜上刻蚀并粘贴了监测用探测二极管(MPD)的芯片一部分图6为被刻蚀后形成反射镜结构的扫描电子显微镜照片图7为在反射镜上放置发射型器件的示意图图8为在图7的结构上添加了MEMS器件板的示意图图9为在图7的结构上添加了透镜和隔离器后的示意图图10为在图9的结构上添加了MEMS器件板的示意图具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术的实施方式涉及基于平面光波导技术制作的具有集成反射镜的晶圆，晶圆上的颗粒芯片具有第一反射镜；所述第一反射镜位于颗粒芯片波导的末端，用反射镜反射输入或输出波导的光，测试颗粒芯片的光学性能；然后切割具有第一反射镜的一部分晶圆，将其与测试的颗粒芯片分离。本专利技术的一个重要部分是在晶圆上制作反射镜。这些反射镜可以是集成在芯片中的一部分，也可以是可以切除的。芯片可以是光收发器、阵列波导光栅、无热阵列波导光栅或者其他通信器件，反射镜通常位于芯片的外围或者边缘区域，它们与芯片通过波导连接。为方便光耦合，反射镜通常呈45度，它们通常用半导体主光罩工艺中的所谓灰度技术来制作，即通过在晶圆表面涂光敏抗蚀剂来控制在晶圆表面的光照从亮到黑的渐变，从而在随后的浸蚀过程中产生一个具有斜率的腔壁。图1和图2分别是含有测试芯片和反射镜的俯视图和侧视图。反射镜与芯片之间由波导相连，可以用来测试芯片的信号。测试之后反射镜可以被切除，或者作为芯片的一部分保留下来。光电探测器由此可以在通过了上面测试后合格的芯片上制作。探测二极管(PD)和跨阻抗放大器(TIA)可以通过贴片机粘贴到反射镜上，监控用探测二极管(MPD)也可以在晶圆层面上进行粘贴。测试完成后，晶圆可以被切割成各个颗粒状芯片，那些不属于芯片一部分的反射镜可以由此被切割掉。切割可以通过机械或者解理或者其他方法来达到。以光收发模块为例说明本专利，如图3所示，这里只显示了一个颗粒芯片，但可以理解的是，这个颗粒芯片是一个更大的晶圆的一部分。此外，这里仅显示了部分光学组件，光电探测器和其他组件没有包含在这里。图3中的颗粒芯片包括左边的四个反射镜和右边的八个反射镜(黑色的小矩形)，它们都是在模具的切割线之外。左边的四个中，两个是RX输入，两个是TX输出。波导将光从左边的RX输入镜传输到阵列波导光栅中。在阵列波导光栅中，光被多路解复用，并被传输到8个以红色方块显示的反射镜中。这些反射镜是永久性的，光电探测器安装在它们上面。右边的八个反射镜通过波导将光传输到两个阵列波导光栅中，在那里它们被多路复用到波导上并进一步传输到颗粒芯片左边的两个TX反射镜上。在筛选过程中，当颗粒芯片仍然是晶圆的一部分时，测试的光可以通过位于第一反射镜上方的光纤注入器件，从器件中出来的光则被射入第二反射镜上面的光纤，或者被放在第二反射镜上面的光电探测器(PD)或其他测量设备捕捉到。筛选完毕后，在晶圆片被切割之前，其他的组件如光电探测器、监控光电探测器、跨阻抗放大器等可以使用贴片机等放在第二反射镜上。图4展示了两个光电探测器被粘贴在反射镜上的例子。图5展示了八个被刻蚀并粘贴监控光电探测器后的例子。...
【技术保护点】
1.一种基于平面光波导技术制造的具有集成反射镜的晶圆芯片结构，其特征在于，所述晶圆上的颗粒芯片具有第一反射镜，所述第一反射镜位于颗粒芯片波导的末端；用反射镜反射输入或输出波导的光来测试颗粒芯片的光学性能；然后切割具有第一反射镜的一部分晶圆，将其与测试过的颗粒芯片分离。/n
【技术特征摘要】
20180518 US 62/673,6871.一种基于平面光波导技术制造的具有集成反射镜的晶圆芯片结构，其特征在于，所述晶圆上的颗粒芯片具有第一反射镜，所述第一反射镜位于颗粒芯片波导的末端；用反射镜反射输入或输出波导的光来测试颗粒芯片的光学性能；然后切割具有第一反射镜的一部分晶圆，将其与测试过的颗粒芯片分离。
2.根据权利要求1所述的具有集成反射镜的晶圆，其特征在于，切割部分晶圆后，将光纤耦合到颗粒芯片在原来第一反射镜所在位置的对应波导上。
3.根据权利要求1所述的具有集成反射镜的晶圆，其特征在于，所述颗粒芯片中的集成光波导连接至第二反射镜，第二反射镜在经过切割后仍旧留在颗粒芯片上。
4.根据权利要求1或3所述的具有集成反射镜的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫里德里克·弗雷克·布修斯，
申请(专利权)人：博创科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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