光子半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光子集成电路领域，其提供了一种光子半导体装置的制造方法，包括：准备基板；在所述基板上通过无源耦合的对位方式安装一部分光学器件；在所述基板上通过有源耦合的对位方式安装剩余部分的光学器件的至少一部分光学器件。本发明专利技术的实施方式通过无源耦合与有源耦合结合的方式安装光学器件，有效地提高了光子半导体装置的封装效率。光子半导体装置的封装效率。光子半导体装置的封装效率。

【技术实现步骤摘要】
光子半导体装置的制造方法
[0001]本申请是申请日为2021年4月30日、申请号为202110481460.0、名称为“光子半导体装置的制造方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及光子集成电路领域，更为具体而言，涉及一种光子半导体装置的制造方法。

技术介绍

[0003]近年来，人工智能技术快速发展，其中涉及的某些神经网络算法需要进行大量矩阵运算，这对处理器芯片的算力提出了很高的要求，目前已有基于图形处理单元(GPU)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)等开发出的专用于进行矩阵运算的处理器，上述芯片在物理实现上主要基于CMOS晶体管组成的集成电路。
[0004]目前，已有提出用光子计算进行上述计算，光子计算以光作为信息的载体，通过光学器件实现光的传输、计算等。在对光学器件进行安装时，需要对各器件进行准确的对位，采用合适手段进行安装，以保证光的正常传播以及光子计算的正常运行。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施方式提供了一种光子半导体装置的制造方法，对装置中一部分光学器件/附加组件采取无源耦合的对位方式，而对一部分光学器件则采取有源耦合的对位方式，兼顾了安装效率和对位的准确性；另外，还通过合适的粘胶设置，避免溢胶产生的短路或电连接不稳定问题。
[0006]一方面，根据本专利技术实施方式，一种光子半导体装置的制造方法包括：
[0007]准备基板；
[0008]在所述基板上通过无源耦合的对位方式安装一部分光学器件；
[0009]通过有源耦合的对位方式安装剩余部分的光学器件中的至少一部分。
[0010]其中，“一部分光学器件”，指代光学器件中的至少一个；“剩余部分的光学器件的至少一部分”，指代其它待安装光学器件的至少一个。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，通过所述无源耦合或所述有源耦合的对位方式安装的光学器件中，至少有一个是半导体光学器件；所述有源耦合包括至少一次有源耦合工序；在所述有源耦合工序中，存在：(1)在一个时间段内仅移动一个光学器件进行有源耦合，以使该一个光学器件实现对位，或(2)在一个时间段内，移动两个以上的光学器件。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述通过无源耦合的对位方式安装一部分光学器件，包括采用无源耦合的对位方式安装PIC芯片、光源组件、棱镜、透镜中的一种或多种光学器件；和/或，所述通过有源耦合的对位方式安装剩余部分的光学器件中的至少一部分光学器件，包括采用有源耦合的对位方式安装透镜、棱镜中的一种或多种。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述通过无源耦合的对位方式安装一部分光学器件
包括安装第一PIC芯片、第一光源组件、第一棱镜中的至少一个，以及所述通过有源耦合的对位方式安装剩余部分的光学器件中的至少一部分光学器件包括安装第一透镜；或所述通过无源耦合的对位方式安装一部分光学器件包括安装第一PIC芯片、第一光源组件、第一透镜中的至少一个，以及所述通过有源耦合的对位方式安装剩余部分的光学器件中的至少一部分光学器件包括安装第一棱镜。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，在所述基板上，通过无源耦合的对位方式安装附加组件；或通过所述无源耦合的对位方式安装的光学器件中，至少有一个是半导体光学器件；或通过所述有源耦合的对位方式安装的光学器件中，至少有一个是半导体光学器件。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，通过无源耦合的对位方式安装所述附加组件包括安装底板、透镜底座、制冷器组件中的至少一种。
[0016]另一方面，根据本专利技术的实施方式，一种光子半导体装置的制造方法包括：
[0017]准备基板；
[0018]在所述基板上安装第一光学器件和/或第一附加组件；
[0019]在所述基板上安装第二光学器件和/或第二附加组件；
[0020]所述第一光学器件和/或第一附加组件与所述第二光学器件和/或第二附加组件相邻，安装第一光学器件和/或第一附加组件的过程中使用具有导电特性的散热胶；
[0021]安装第二光学器件和/或第二附加组件的过程中采用绝缘胶。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一光学器件、第一附加组件、第二光学器件、第二附加组件的选取满足以下一个或多个条件：
[0023](1)，所述第一光学器件选自光源芯片或PIC芯片；
[0024](2)，所述第一附加组件选自制冷器组件；
[0025](3)，所述第二光学器件为透镜；
[0026](4)，所述第二附加组件为透镜底座。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，通过无源耦合的对位方式安装第一光学器件和/或第一附加组件；和/或，通过有源耦合的对位方式安装第二光学器件和/或第二附加组件；和/或，在所述基板上安装第三光学器件，所述第三光学器件包括PIC芯片。
[0028]再一方面，根据本专利技术的实施方式，一种光子计算装置的制造方法，采用上述任意一些实施方式的制造方法制造所述光子计算装置；其中，所述基板包含布线结构。
[0029]采用本专利技术实施方式具有以下有益效果：
[0030]在光子半导体装置的制造过程中，对部分光学器件通过无源耦合进行对位安装，对部分光学器件(例如透镜)通过有源耦合进行对位安装，提高了封装效果；还可在有源耦合的步骤中仅移动一个待耦合部件进行耦合，避免同时移动多个部件进行有源耦合时可能出现的难以对准问题，提高了制造/封装效率。
[0031]另外，在安装所述光学器件(或附加组件)的过程中，对于具有导电特性散热胶固定的部件，其相邻的光学器件(或其它附加组件)采用绝缘胶进行固定，从而避免由于两个相邻元器件之间对于溢胶的挤压而使得胶水爬升到元器件内部，导致元器件短路。例如，制冷器组件和透镜底座均采用导热银胶固定，所述导热银胶具有一定导电性，制冷器组件和透镜底座靠得非常近，封装时溢出导热银胶被挤压到制冷器组件中部的半导体柱子上，造成制冷器组件的PN结短路，而本专利技术实施方式的透镜底部选用绝缘胶，溢出的绝缘胶不会
使制冷器组件的PN结短路。
[0032]本专利技术虽然基于光子计算装置提出，但是亦可用于其它光子半导体装置制造的过程中。
[0033]本专利技术实施方式的各个方面、特征、优点等将在下文结合附图进行具体描述。根据以下结合附图的具体描述，本专利技术的上述方面、特征、优点等将会变得更加清楚。
附图说明
[0034]图1是根据本专利技术的一种实施方式的光子半导体装置的制造方法的流程图；
[0035]图2示出了执行图1所示的制造方法的一些步骤后所述光子半导体装置的部分结构；
[0036]图3示出了在图2所示的结构的基础上进一步执行图1所示的制造方法的一些步骤后所述光子半导体装置的部分结构；
[0037]图4示出了在图3所示的结构的基础上进一步执行图1所示的制造方法的一些步骤后所述光子半导体装置的部分结构；
[0038]图5示出了在图3所示的结构的基础上进一步执行图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光子半导体装置，包括：基板；第一光学器件和/或第一附加组件；第二光学器件和/或第二附加组件；散热胶，用于固定所述第一光学器件和/或第一附加组件；绝缘胶，用于固定所述第二光学器件和/或第二附加组件。2.如权利要求1所述的光子半导体装置，其特征在于，所述第一光学器件、第一附加组件、第二光学器件、第二附加组件的选取满足以下一个或多个条件：(1)，所述第一光学器件选自光源芯片或PIC芯片；(2)，所述第一附加组件选自制冷器组件；(3)，所述第二光学器件为透镜；(4)，所述第二附加组件为透镜底座。3.如权利要求1或2所述的光子半导体装置，其中，所述基板包括布线结构。4.如权利要求1或2所述的光子半导体装置，其中，所述光子半导体装置包括第三光学器件，所述第三光学器件为PIC芯片。5.一种光子半导体装置的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：准备基板；在所述基板上通过无源耦合的对位方式安装一部分光学器件，其包括在所述基板上安装第一光学器件；在所述基板上通过有源耦合的对位方式安装剩余部分的光学器件中的至少一部分光学器件，其包括在所述基板上安装第二光学器件；其中，通过所述无源耦合或所述有源耦合的对位方式安装的光学器件中，至少有一个是半导体光学器件；所述有源耦合包括至少一次有源耦合工序；在所述有源耦合工序中，存在：(1)在一个时间段内仅移动一个光学器件进行有源耦合，以使该一个光学器件实现对位...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊杰，孟怀宇，沈亦晨，
申请(专利权)人：上海曦智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：