[實用新型]硅基集成光收發模塊芯片

有效

• 申請號: 201820729079.5
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN208656776U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 劉露露;劉柳;陳偉
• 申請（專利權）人: 蘇州易纜微光電技術有限公司
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

1.一種硅基集成光收發模塊芯片，其特征在于：包括光發射部分和光接收部分；由下至上依次設置硅襯底、埋氧層、頂層硅、二氧化硅絕緣層、金屬互連層，金屬互連層之上耦合封裝有對應的垂直腔面發射激光器或光電探測器；

所述的光發射部分包括垂直腔面發射激光器以及位于頂層硅上的傾斜光柵耦合器、第一硅光波導、第二硅光波導、第一稀疏波分復用器、第一光波導模斑轉換器；

所述的光接收部分包括光電探測器以及位于頂層硅上的第二光波導模斑轉換器、第三硅光波導、第二稀疏波分復用器、第四硅光波導、平面光柵耦合器。

2.根據權利要求1所述的硅基集成光收發模塊芯片，其特征在于：

所述的光發射部分，其中傾斜傾斜光柵耦合器一端穿過挖空的埋氧層與硅襯底接觸，另一端位于頂層硅的內部；垂直腔面發射激光器6發出偏振光通過下面的傾斜光柵耦合器耦合到與其連接的第一硅光波導中，第一光波導連接第一稀疏波分復用器輸入端，通過第一稀疏波分復用器將偏振信號光合成一束后，通過第二硅光波導傳輸至第一光波導模斑轉換器，第一光波導模斑轉換器與外部光通信網絡通信。

3.根據權利要求1所述的硅基集成光收發模塊芯片，其特征在于：所述的光接收部分，其中外部光通信網絡與第二光波導模斑轉換器相連傳輸光信號，然后通過第三硅光波導傳輸至第二稀疏波分復用器中，第二稀疏波分復用器將分為的四束信號光經過相應的第四硅光波導，進入到平面光柵耦合器中，最后信號光通過平面光柵耦合器呈傾斜角度出射，進入到其上設置的光電探測器中。

4.根據權利要求1所述的硅基集成光收發模塊芯片，其特征在于：

所述金屬互連層由金屬導線、金錫焊點組成，所述金屬導線之上有所述金錫焊點；所述金屬互連層之上耦合封裝有所述對應的垂直腔面發射激光器或光電探測器。

5.根據權利要求1所述的硅基集成光收發模塊芯片，其特征在于：垂直腔面發射激光器、光電探測器分別與硅基光柵耦合器進行垂直對準封裝。

6.根據權利要求1所述硅基集成光收發模塊芯片，其特征在于：所述垂直腔面發射激光器的光孔正對所述傾斜光柵耦合器的傾斜光柵中心部分；所述光電探測器的光孔正對所述平面光柵耦合器的平面光柵中心部分。

7.根據權利要求1所述硅基集成光收發模塊芯片，其特征在于：

所述硅襯底厚度為50-1000um；所述埋氧層厚度為500-4000nm；所述頂層硅厚度為70-500nm。

8.根據權利要求1所述硅基集成光收發模塊芯片，其特征在于：所述傾斜光柵耦合器的傾斜結構與水平方向的夾角在4°-15°之間；所述傾斜光柵耦合器的寬度為7-14um，與激光器光束的模斑尺寸相當。

9.根據權利要求1所述硅基集成光收發模塊芯片，其特征在于：所述光波導模斑轉換器的中介錐型波導采用SU-8折射率低于硅的材料制成。

10.根據權利要求4所述硅基集成光收發模塊芯片，其特征在于，所述金屬導線采用低電阻率金屬制作，厚度在20-5000nm之間；所述金錫焊點采用金錫合金制作，厚度在500-50000nm之間。