一种光学器件测试结构及其制作方法技术

本公开提供一种光学器件测试结构及其制作方法，其中结构包括：基底；以及在所述基底上形成的器件层，所述器件层包括光器件、端面耦合器和光栅耦合器；其中，所述光器件与所述端面耦合器通过光波导连接；所述端面耦合器和所述光栅耦合器耦合连接，所述光栅耦合器位于所述基底上待制作划片深槽的区域。本公开提供的光学器件测试结构，结合了端面耦合器和光栅耦合器的优点，可以同时解决光芯片的晶圆级测试和芯片封装问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光学器件测试结构及其制作方法
本公开涉及光子设备
，具体涉及一种光学器件测试结构及其制作方法。
技术介绍
硅光子技术以硅作为光学介质，利用CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺进行光学器件的开发和集成，有望实现低成本、高速的光通信，拥有广阔的市场应用前景。抑制硅光子芯片(简称光芯片)广泛应用的关键问题之一的是光纤与光芯片的耦合。与光纤的耦合问题是任何一个光芯片或产品必须解决的问题。硅波导耦合器主要包括两种，即光栅耦合器和端面耦合器。光栅耦合器的优点是可实现晶圆级的光耦合，可以在晶圆制备过程中随时耦合测试，缺点是损耗大，带宽小，芯片封装后体积大；端面耦合器(EdgeCoupler)优点是损耗小，带宽大，芯片封装后体积小，缺点是无法晶圆级耦合，无法在工艺过程中随时耦合测试以便随时监控光器件的性能，需要全部工艺完成后，划成芯片后，每个芯片进行测试，芯片级的测试效率也远低于晶圆级的测试。光芯片在制造过程中，需要光栅耦合器进行在线的晶圆级测试以及制备完成后的晶圆级快速测试，但最终需要端面耦合器进行芯片封装耦合。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种光学器件测试结构及其制作方法，以同时解决光芯片的晶圆级测试和芯片封装问题。本公开第一方面实施例提供一种光学器件测试结构，包括：基底；以及在所述基底上形成的器件层，所述器件层包括光器件、端面耦合器和光栅耦合器；其中，所述光器件与所述端面耦合器通过光波导连接；所述端面耦合器和所述光栅耦合器耦合连接，所述光栅耦合器位于所述基底上待制作划片深槽的区域。根据本公开的一些实施方式中，所述端面耦合器为倒锥形端面耦合器或悬臂梁型端面耦合器。根据本公开的一些实施方式中，所述基底包括：硅衬底，以及在所述硅衬底上形成的埋氧层，所述器件层形成于所述埋氧层上。根据本公开的一些实施方式中，所述埋氧层的制作材料为氧化硅。根据本公开的一些实施方式中，还包括：在所述器件层上形成的上包层。根据本公开的一些实施方式中，所述上包层的制作材料为氧化硅。本公开第二方面实施例提供一种光学器件测试结构的制作方法，包括：提供基底，所述基底包括：硅衬底，以及在所述硅衬底上形成的埋氧层；在所述埋氧层上形成器件层，所述器件层包括光器件、端面耦合器和光栅耦合器；其中，所述光器件与所述端面耦合器通过光波导连接；所述端面耦合器和所述光栅耦合器耦合连接，所述光栅耦合器位于所述基底上待制作划片深槽的区域；在所述器件层上形成上包层；在所述基底上待制作划片深槽的区域进行划片深槽刻蚀，依次刻蚀掉该区域的上包层、光栅耦合器、埋氧层，以及刻蚀掉预设深度的硅衬底。根据本公开的一些实施方式中，所述端面耦合器为倒锥形端面耦合器或悬臂梁型端面耦合器。本公开与现有技术相比的优点在于：本公开提供的光学器件测试结构，结合了端面耦合器和光栅耦合器的优点，通过光栅耦合器，可以在晶圆制备过程中随时耦合测试，便于随时监控光器件的性能；由于光栅耦合器位于待制作划片深槽的区域，因此在晶圆制备完成并划成芯片时，光栅耦合器顺便被去除了，通过端面耦合器进行芯片封装，使得封装后体积小。因此本公开提供的光学器件测试结构可以同时解决光芯片的晶圆级测试和芯片封装问题。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本公开的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了本公开所提供的一种光学器件测试结构的侧视图；图2示出了本公开所提供的一种光学器件测试结构的俯视图；图3示出了本公开所提供的另一种光学器件测试结构的侧视图；图4示出了本公开所提供的划片深槽的侧视图；图5示出了本公开所提供的悬臂梁释放窗口沿ab线的正面图；图6示出了本公开所提供悬臂梁硅衬底刻蚀后沿ab线的正面图；图7示出了本公开所提供悬臂梁硅衬底进一步刻蚀后沿ab线的正面图。具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。为了解决现有技术中存在的问题，本公开实施例提供一种光学器件测试结构及其制作方法，下面结合附图进行说明。图1示出了本公开所提供的一种光学器件测试结构的侧视图；图2示出了本公开所提供的一种光学器件测试结构的俯视图；如图1、2所示，本公开提供的上述光学器件测试结构，包括：基底100；以及在所述基底100上形成的器件层，所述器件层包括光器件210、端面耦合器220和光栅耦合器230；其中，所述光器件210与所述端面耦合器220通过光波导连接；所述端面耦合器220和所述光栅耦合器230耦合连接，所述光栅耦合器230位于所述基底100上待制作划片深槽的区域A。具体的，如图1所示，所述基底100包括：硅衬底110，以及在所述硅衬底110上形成的埋氧层120，所述器件层形成于所述埋氧层120上。具体的，所述埋氧层120的制作材料可以为氧化硅。在本公开的一些实施方式中，所述端面耦合器220可以为倒锥形端面耦合器或悬臂梁型端面耦合器。当220为悬臂梁型端面耦合器时，如图2所示会存在悬臂梁窗口，用于对基底进行刻蚀。在本公开的一些实施方式中，上述光学器件测试结构还可以包括：在所述器件层上形成的上包层300，如图3所示。图3示出了本公开所提供的另一种光学器件测试结构的侧视图。具体的，所述上包层300的制作材料可以为氧化硅，与埋氧层120的制作材料相同。在图3所示结构的基础上，在晶圆测试之后，从区域A做深槽刻蚀，划片，顺便去掉光栅耦合器，形成端面耦合器的刻蚀端面，划片深槽的宽度在100～200um，深度100um左右，如图4所示。剩余的端面耦合器可用于芯片封装耦合。本公开与现有技术相比的优点在于：本公开提供的光学器件测试结构，结合了端面耦合器和光栅耦合器的优点，通过光栅耦合器，可以在晶圆制备过程中随时耦合测试，便于随时监控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学器件测试结构，其特征在于，包括：/n基底；以及/n在所述基底上形成的器件层，所述器件层包括光器件、端面耦合器和光栅耦合器；/n其中，所述光器件与所述端面耦合器通过光波导连接；所述端面耦合器和所述光栅耦合器耦合连接，所述光栅耦合器位于所述基底上待制作划片深槽的区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学器件测试结构，其特征在于，包括：
基底；以及
在所述基底上形成的器件层，所述器件层包括光器件、端面耦合器和光栅耦合器；
其中，所述光器件与所述端面耦合器通过光波导连接；所述端面耦合器和所述光栅耦合器耦合连接，所述光栅耦合器位于所述基底上待制作划片深槽的区域。


2.根据权利要求1所述的光学器件测试结构，其特征在于，所述端面耦合器为倒锥形端面耦合器或悬臂梁型端面耦合器。


3.根据权利要求1所述的光学器件测试结构，其特征在于，所述基底包括：硅衬底，以及在所述硅衬底上形成的埋氧层，所述器件层形成于所述埋氧层上。


4.根据权利要求3所述的光学器件测试结构，其特征在于，所述埋氧层的制作材料为氧化硅。


5.根据权利要求1所述的光学器件测试结构，其特征在于，还包括：在所述器件层上形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨妍，张鹏，孙富君，唐波，李彬，刘若男，谢玲，李志华，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11