一种新型光学集成结构及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种新型光学集成结构及其制备工艺，该结构包括硅光芯片、光模块、玻璃基板及用于实现无源自对准耦合的对准盖板，玻璃基板包括用于实现光学互连且起隔热作用的玻璃基板、用于实现电气互连的玻璃基板。本发明专利技术能够实现高效无源光耦合，提高耦合效率和对准精度，具有一定的热隔离效果，能实现高功率电光器件与硅光器件的绝缘热隔离；解决了大阵列、高密度光耦合对准操作困难，精度低，损耗大的技术难题；同时，利用多个玻璃基板键合的形式，避免大尺寸和深度空腔的刻蚀，工艺难度低，有效减少光模块中有源器件对硅光器件的热串扰；适用于集成DFB方案和外置光源方案，可在未来的数据中心、高性能计算机等领域进行应用。高性能计算机等领域进行应用。高性能计算机等领域进行应用。

【技术实现步骤摘要】
一种新型光学集成结构及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是一种新型光学集成结构及其制备工艺。

技术介绍

[0002]为满足数据中心不断增长的容量需求，光互连技术提供了有前景的解决方案，其中，集成度高、结构紧凑、体积小、具有大阵列波导的光器件成为研究热点。对于光电共封装(Co
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packaged optics,CPO)的光学器件，位于模块中心的ASIC芯片被收发器所包围，这些收发器与光纤阵列相连接。对于下一代基于51.2Tb/s交换芯片的CPO，需要16个3.2Tb/s的光子集成电路(PIC)，对于每个3.2T的DR4光收发器至少有72根光纤。对于未来数字中心更大吞吐量，需要更多通道的光纤阵列，而大阵列光纤耦合对准是CPO制造的关键技术难点之一。
[0003]耦合系统的对准技术分为有源对准和无源对准，其过程需要将数十通道同时实现亚微米级定位精度的精确对准，而光纤的空间几何偏差是造成耦合效率下降的主要原因。无源对准技术无需光源参与，仅仅通过物理定位来实现对准，过程比较简单，但对准后的功率较低。有源对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型光学集成结构，其特征在于，包括：硅光芯片(11)；光模块(14)；玻璃基板，包括用于实现光学互连的第一玻璃基板(121)、用于实现电气互连的第二玻璃基板(122)和第三玻璃基板(123)；第一玻璃基板(121)实现硅光芯片(11)与光模块(14)的光波耦合，且起到热隔离作用；第二玻璃基板(122)为2块以上，2块以上第二玻璃基板(122)形成空腔，硅光芯片(11)位于空腔内；第三玻璃基板(123)位于硅光芯片(11)、第一玻璃基板(121)及第二玻璃基板(122)下方；对准盖板(13)，用于实现硅光芯片(11)、光模块(14)及第一玻璃基板(121)的无源自对准耦合。2.如权利要求1所述的新型光学集成结构，其特征在于，所述对准盖板(13)、硅光芯片(11)/光模块(14)、及第一玻璃基板(121)之间形成插销结构，耦合时利用插销结构自动对准。3.如权利要求1所述的新型光学集成结构，其特征在于，所述对准盖板(13)下方设置有凸起(131)，所述硅光芯片(11)、光模块(14)及第一玻璃基板(121)上方均设置有与凸起(131)相匹配的凹槽(16)，凸起(131)和凹槽(16)之间匹配具有裕量，耦合时凸起(131)插入凹槽(16)内，硅光芯片(11)或光模块(14)向第一玻璃基板(121)方向贴合，实现自动对准。4.如权利要求1所述的新型光学集成结构，其特征在于，所述玻璃基板为玻璃转接板，第二玻璃基板(122)和第三玻璃基板(123)上均设置有布线层(17)和玻璃通孔(18)，且第二玻璃基板(122)和第三玻璃基板(123)之间电气互连，用于实现电气互连和硅光芯片(11)引脚(112)扇出；所述第三玻璃基板(123)下方布设有用于与电路板连接的焊球。5.如权利要求1所述的新型光学集成结构，其特征在于，所述第一玻璃基板(121)内设置有用于实现光学互连的光波导(15)，第一玻璃基板(121)两侧分别设置有与硅光芯片(11)、光模块(14)中光波导模斑匹配的模斑转换器，以实现模场匹配。6.如权利要求1所述的新型光学集成结构，其特征在于，所述硅光芯片(11)、光模块(14)、第一玻璃基板(121)、第二玻璃基板(122)的上表面平齐，便于打线和利用对准盖板(13)耦合对准；所述第一玻璃基板(121)、第二玻璃基板(122)通过键合方式固定在第三玻璃基板(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹睿，何慧敏，刘丰满，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：