光电子装置及其制造方法制造方法及图纸

一种光电子装置(100)。所述装置(100)包括：绝缘体上硅SOI晶片(120)，所述SOI晶片包括空腔(126)和输入波导(116)，所述输入波导(116)光学地耦合到所述空腔(126)中；以及镜(110)，所述镜位于所述空腔(126)内并且接合(128)到所述空腔的底床，所述镜(110)包括反射器(114)，所述反射器被配置成反射从所述SOI晶片(120)中的所述输入波导(116)接收到的光(124)。(124)。(124)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电子装置及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种光电子装置及其制造方法。

技术介绍

[0002]在光电子装置领域中，优选地制备可紧凑地集成到消费型电子器件中的装置。然而，典型的光电子装置在装置的横向边缘处发射光并且这不利于紧凑集成。
[0003]则需要开发通过装置的上表面或下表面发射光同时还提供保护以不受环境影响并且可低成本地制造并具有低光学损耗的装置。

技术实现思路

[0004]因此，在第一方面中，本专利技术的实施方案提供一种光电子装置，所述光电子装置包括：绝缘体上硅SOI晶片，所述SOI晶片包括空腔和输入波导，所述输入波导光学地耦合到所述空腔中；以及镜，所述镜位于所述空腔内并且接合到所述空腔的底床，所述镜包括反射器，所述反射器被配置成反射从所述SOI晶片中的所述输入波导接收到的光。
[0005]所述装置达成低损耗平面外光学转折，并且在显示出宽带性能的同时适合于大量制造。此外，所述装置可证明在宽的温度范围内可靠性得以增强。
[0006]所述光电子装置可具有以下任选特征中的任一者，或在以下任选特征兼容的程度上具有以下任选特征的任何组合。
[0007]所述镜可以是微镜。所说的微镜可意指所述镜具有小于100 μm的厚度和约1 mm x 2 mm或1 mm x 1 mm的横向尺寸。
[0008]所述镜可由硅形成，并且所述反射器可由金属形成并可面向所述输入波导。
[0009]所述装置还可包括在所述反射器与所述空腔的所述底床之间的底部填充胶。所述底部填充胶可由环氧树脂或凝胶制成，并且可提供折射率匹配(且因此提供较低的光学损耗)、增大的可靠性和环境控制。
[0010]所述装置还可包括位于所述镜与所述空腔的所述底床之间的粘合剂层。所述粘合剂可以是例如环氧树脂，诸如Addision Clear Wave A8539
‑
DM。所述粘合剂可由与底部填充胶相同的材料制成。
[0011]所述装置还可包括沿着所述空腔的一个或多个侧壁和底床设置的抗反射涂层。所述抗反射涂层可被图案化以对光进行波长选择性移除或频率选择性移除。
[0012]所述输入波导可位于所述SOI晶片的装置层内。
[0013]所述输入波导可被配置成沿着引导方向引导光，并且所述输入波导与所述空腔之间的耦合界面可相对于所述引导方向而成锐角。所说的锐角可意指可依据垂直于界定所述耦合界面的平面延伸的向量描述所述耦合界面，并且引导方向与所述向量之间的角度小于90
°
。从上文来看，此形成与引导方向交叉而倾斜地延伸的耦合界面。
[0014]所述空腔可超出所述SOI晶片的绝缘体层而延伸到所述SOI晶片的衬底中。
[0015]所述装置还可包括在所述SOI晶片的装置层上方的上包覆层。
[0016]所述镜可具有梯形横截面，并且一对不平行侧面中的一者可面向所述输入波导。
[0017]所述镜可被配置成朝向所述空腔的所述底床反射从所述输入波导接收到的光。此可有助于避开电子组件。
[0018]所述镜可被配置成使所述光反射约45
°
的角度。
[0019]所述装置还可包括脊形突起，所述脊形突起从所述空腔的所述底床立起并且环绕所述镜的突出部分，所述镜的所述突出部分接合到所述空腔的所述底床。所述脊形突起结构为所述镜提供无源对准结构并且增大所述结构的尺寸准确性。其允许通过相对于输入波导而固定旋转、倾斜、摇摆以及X
‑
移位或Y
‑
移位来进行精密对准。所述脊形突起与镜的凹槽介接，从而环绕所述突出部分。Y
‑
对准可通过所述脊形突起的高度来达成。这些对准结构基本上降低了穿过所述光电子装置的功率损耗。
[0020]在第二方面中，本专利技术的实施方案提供一种制造光电子装置的方法，所述方法包括：提供绝缘体上硅SOI晶片，所述SOI晶片包括在其中蚀刻出的空腔和光学地耦合到所述空腔的输入波导；提供装置试样，所述装置试样包括镜；以及将所述镜接合到所述SOI晶片的所述空腔以使得所述镜反射从所述SOI晶片中的所述输入波导接收到的光。
[0021]所述方法提供一种具有低损耗平面外光学转折的装置并且在显示出宽带性能的同时适合于大量制造。
[0022]所述方法可具有以下任选特征中的任一者或在以下任选特征兼容的程度上具有以下任选特征的任何组合。
[0023]将所述镜接合到所述SOI晶片的所述空腔可包括倒装芯片接合工艺。
[0024]将所述镜接合到所述SOI晶片的所述空腔可包括使用微转印工艺。所述微转印工艺可包括在将所述镜转移到所述空腔中之前将粘合剂提供到所述空腔中。所述粘合剂可以是例如介电质，例如BCB或苯并环丁烯。
[0025]将所述镜接合到所述SOI晶片的所述空腔可包括在所述镜与所述空腔之间沉积粘合剂。
[0026]从第二方面的所述方法得到的所述光电子装置可包括第一方面的光电子装置的特征中的任一者。
[0027]在第三方面中，本专利技术的实施方案提供一种使用第二方面的方法生产的光电子装置。
[0028]本专利技术的其它方面提供：一种包括代码的计算机程序，所述代码在计算机上运行时使得所述计算机执行第二方面的方法；一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储包括代码的计算机程序，所述代码在计算机上运行时使得所述计算机执行第二方面的方法；以及计算机系统，所述计算机系统被编程为执行第二方面的方法。
附图说明
[0029]现在将参考附图通过实例描述本专利技术的实施方案，在附图中：
图1示出光电子装置的第一横截面图；图2示出图1的光电子装置的第二横截面图；图3示出图1和图2的光电子装置的部分俯视图；图4是图3的放大选段；图5是有角度波导的示意图；图6是图1的光电子装置的3D立体图；图7是图1的光电子装置的部分3D侧视图；图8是变形光电子装置的横截面图；并且图9是包括图1的光电子装置的光学系统的扩展部分的横截面图。
具体实施方式
[0030]现在将参考附图论述本专利技术的各方面和实施方案。本领域中的技术人员将明白其它方面和实施方案。
[0031]图1示出光电子装置100的第一横截面图。所述装置包括绝缘体上硅(SOI)晶片，所述SOI晶片由硅衬底120、隐埋式氧化物层118和装置层116形成。空腔存在于所述晶片中，并且延伸穿过装置层116、隐埋式氧化物层118并且部分地穿过衬底120。镜(且具体来说，微镜) 110位于空腔内并且因此经由粘合剂128接合到底床。所述微镜包括硅块112，所述硅块112安装有反射器114。在此实例中，反射器由诸如铝或铜等金属制成。所述反射器被定位成使得光124在从装置层116中的一个或多个波导发射时朝向衬底向下反射。衬底120具有的厚度使得其对光电子装置中所使用的光124基本上透明。未被镜110占据的空腔填充有底部填充胶126。所述底部填充胶可由环氧树脂或凝胶形成。有利地，所述底部填充胶可用作空腔、硅装置层和/或硅衬底之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种光电子装置，所述光电子装置包括：绝缘体上硅SOI晶片，所述SOI晶片包括空腔和输入波导，所述输入波导光学地耦合到所述空腔中；以及镜，所述镜位于所述空腔内并且接合到所述空腔的底床，所述镜包括反射器，所述反射器被配置成反射从所述SOI晶片中的所述输入波导接收到的光。2.如权利要求1所述的光电子装置，其中所述镜是微镜。3.如权利要求1或权利要求2所述的光电子装置，其中所述镜由硅形成，并且所述反射器由金属形成并面向所述输入波导。4.如任一前述权利要求所述的光电子装置，其中所述装置还包括在所述反射器与所述空腔的所述底床之间的底部填充胶。5.如任一前述权利要求所述的光电子装置，所述光电子装置还包括位于所述镜与所述空腔的所述底床之间的粘合剂层。6.如任一前述权利要求所述的光电子装置，所述光电子装置还包括沿着所述空腔的一个或多个侧壁和底床设置的抗反射涂层。7.如任一前述权利要求所述的光电子装置，其中所述输入波导位于所述SOI晶片的装置层内。8.如任一前述权利要求所述的光电子装置，其中所述输入波导被配置成沿着引导方向引导光，并且所述输入波导与所述空腔之间的耦合界面相对于所述引导方向而成锐角。9.如任一前述权利要求所述的光电子装置，其中所述空腔超出所述SOI晶片的绝缘体层而延伸到所述SOI晶片的衬底床中。10.如任一前述权利要求所述的光电子装置，所述光电子装置还包括在所述SOI晶片的装置层上方的上包覆层。11.如任一前述权利要求所述的光电子装置，其中所述镜具有梯形横截面，并且其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，CT，
申请(专利权)人：洛克利光子有限公司，
类型：发明
国别省市：